4. Sejt szerveződése és a sejt élete. Sejtalkotók, felépítő és lebontó folyamatok, jelátvitel, trafficking, sejtosztódás, sejthalál



Hasonló dokumentumok
Az emberi sejtek általános jellemzése

sejt működés jovo.notebook March 13, 2018

Darvas Zsuzsa László Valéria. Sejtbiológia. Negyedik, átdolgozott kiadás

A SEJTOSZTÓDÁS Halasy Katalin

Az endomembránrendszer részei.

9. előadás: Sejtosztódás és sejtciklus

Sejtmag, magvacska magmembrán

Sejtciklus. A nyugalmi szakasz elején a sejt növekszik, tömege, térfogata gyarapodik, mert benne intenzív anyagcserefolyamatok

3. A w jelű folyamat kémiailag kondenzáció. 4. Ebben az átalakulásban hasonló kémiai reakció zajlik le, mint a zsírok emésztésekor a vékonybélben.

Minden ismert élőlény sejt(ek)ből épül fel A sejt a legegyszerűbb életre képes szerveződés. A sejt felépítése korrelál annak funkciójával

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

A sejtes szervezıdés elemei (sejtalkotók / sejtorganellumok)

Kémiai reakció aktivációs energiájának változása enzim jelenlétében

BIOKÉMIA. Simonné Prof. Dr. Sarkadi Livia egyetemi tanár.

A bioenergetika a biokémiai folyamatok során lezajló energiaváltozásokkal foglalkozik.

A SEJTOSZTÓDÁS Halasy Katalin

Szerkesztette: Vizkievicz András

Fehérje szintézis 2. TRANSZLÁCIÓ Molekuláris biológia kurzus 7. hét. Kun Lídia Genetikai, Sejt- és immunbiológiai Intézet

Biokémiai és Molekuláris Biológiai Intézet. Sejtbiológiai alapok. Sarang Zsolt

3. előadás Sejtmag, DNS állomány szerveződése

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

A sejtmag szerkezete és szerepe

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

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

Kromoszómák, Gének centromer

Elektronmikroszkópos képek gyűjteménye az ÁOK-s hallgatók részére

ÖSSZ-TARTALOM 1. Az alapok - 1. előadás 2. A jelutak komponensei 1. előadás 3. Főbb jelutak 2. előadás

A kromoszómák kialakulása előtt a DNS állomány megkettőződik. A két azonos információ tartalmú DNS egymás mellé rendeződik és egy kromoszómát alkot.

Jelutak ÖSSZ TARTALOM. Jelutak. 1. a sejtkommunikáció alapjai

Vizsgakövetelmények Ismerje fel rajzolt ábrán az endoplazmatikus hálózatot, riboszómát. Ismerje e sejtalkotók szerepét a sejt életében.

2007/11/05 Molekuláris biológia előadások - Putnoky 1-1

Tantárgyi kód BIB 1211 Meghirdetés féléve 2 Kreditpont 3 Összóraszám (elm.+gyak) 3+0. Előfeltétel (tantárgyi kód):

BIOLÓGIA ALAPJAI. Sejttan. Anyagcsere folyamatok 1. (Lebontó folyamatok)

TRANSZPORTFOLYAMATOK A SEJTEKBEN

ÖSSZ-TARTALOM. 1. Az alapok - 1. előadás 2. A jelutak komponensei 1. előadás 3. Főbb jelutak 2. előadás 4. Idegi kommunikáció 3.

NUKLEINSAVAK. Nukleinsav: az élő szervezetek sejtmagvában és a citoplazmában található, az átöröklésben szerepet játszó, nagy molekulájú anyag

BIOLÓGIA ea. Eukariota sejt

A Fejezet tanulásához a tankönyv ábráira és a honlapomon a Bemutatók menü Sejtalkotók összeállítás képeire is szükség van!

MITOCHONDRIUM. Molekuláris sejtbiológia: Dr. habil. Kőhidai László egytemi docens Semmelweis Egyetem, Genetikai, Sejt- és Immunbiológiai Intézet

A felépítő és lebontó folyamatok. Biológiai alapismeretek

1b. Fehérje transzport

1. SEJT-, ÉS SZÖVETTAN. I. A sejt

Transzláció. Szintetikus folyamatok Energiájának 90%-a

Prokarióták. A sejtmag tehát csak eukariótákra jellemző. A magok száma

A NÖVÉNYI SEJT FELÉPÍTÉSE

Prokarióták. A sejtmag tehát csak eukariótákra jellemző. A magok száma

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

Mire költi a szervezet energiáját?

A citoszol szolubilis fehérjéi. A citoplazma matrix (citoszol) Caspase /Kaszpáz/ 1. Enzimek. - Organellumok nélküli citoplazma

TARTALOM. Előszó 9 BEVEZETÉS A BIOLÓGIÁBA

10. előadás: A sejtciklus szabályozása és a rák

POSZTTRANSZLÁCIÓS MÓDOSÍTÁSOK: GLIKOZILÁLÁSOK

ÁLLATTAN. 2011/2012 őszi szemeszter. Állattani és Állatökológiai Tanszék

11. évfolyam esti, levelező

Élettan. előadás tárgykód: bf1c1b10 ELTE TTK, fizika BSc félév: 2015/2016., I. időpont: csütörtök, 8:15 9:45

2. A jelutak komponensei. 1. Egy tipikus jelösvény sémája 2. Ligandok 3. Receptorok 4. Intracelluláris jelfehérjék

Biológia. Tájékoztató az írásbeli felvételi vizsga feladattípusairól a határainkon túli magyar felvételizők számára

A SEJT. külön rész: A SEJT

RNS-ek. 1. Az ősi RNS Világ: - az élet hajnalán. 2. Egy már ismert RNS Világ: - a fehérjeszintézis ben résztvevő RNS-ek

Jelutak. Apoptózis. Apoptózis Bevezetés 2. Külső jelút 3. Belső jelút. apoptózis autofágia nekrózis. Sejtmag. Kondenzálódó sejtmag

Sejttan. A sejt a földi élet legkisebb szerkezeti és működési egysége, mely önálló működésre képes és életjelenségeket mutat (anyagcsere, szaporodás).

A T sejt receptor (TCR) heterodimer

CzB Élettan: a sejt

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

transzláció DNS RNS Fehérje A fehérjék jelenléte nélkülözhetetlen minden sejt számára: enzimek, szerkezeti fehérjék, transzportfehérjék

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

Szignalizáció - jelátvitel

1. előadás Membránok felépítése, mebrán raftok, caveolák jellemzője, funkciói

Vezikuláris transzport

Riboszóma. Golgi. Molekuláris sejtbiológia

ANATÓMIA FITNESS AKADÉMIA

Jelutak. 2. A jelutak komponensei Egy tipikus jelösvény sémája. 2. Ligandok 3. Receptorok 4. Intracelluláris jelfehérjék

Endocitózis - Exocitózis

Szénhidrátok monoszacharidok formájában szívódnak fel a vékonybélből.

Energiatermelés a sejtekben, katabolizmus. Az energiaközvetítő molekula: ATP

Apoptózis. 1. Bevezetés 2. Külső jelút 3. Belső jelút

SEJTBIOLÓGIA biomérnök hallgatók számára

DNS replikáció. DNS RNS Polipeptid Amino terminus. Karboxi terminus. Templát szál

Simafelszínű Durva ER felszínű ER. Glikogén 3/51

DER (Felületén riboszómák találhatók) Feladata a biológiai fehérjeszintézis Riboszómák. Az endoplazmatikus membránrendszer. A kódszótár.

I. kategória II. kategória III. kategória 1. Jellemezd a sejtmag nélküli szervezeteket, a baktériumokat. Mutasd be az emberi betegségeket okozó

12. évfolyam esti, levelező

Az endomembránrendszer részei.

9. előadás: Sejtosztódás és sejtciklus

Citoszkeleton (sejtváz)= filamentumok + mikrotubulusok

Biológiai módszerek alkalmazása környezeti hatások okozta terhelések kimutatására

2011. október 11. Szabad János

A piruvát-dehidrogenáz komplex. Csala Miklós

23. A mitokondrium. A 22. ábra képei és vázlatai a mitokondrium felépítését és muködését ill usztrálj ák.

A citoszolikus NADH mitokondriumba jutása

Farmakológus szakasszisztens Farmakológus szakasszisztens 2/34

TANMENET BIOLÓGIA X. ÉVFOLYAM 2012/2013

A METABOLIZMUS ENERGETIKÁJA

A METABOLIZMUS ENERGETIKÁJA

MINIMUM KÖVETELMÉNYEK BIOLÓGIÁBÓL Felnőtt oktatás nappali rendszerű képzése 10. ÉVFOLYAM

Receptorok és szignalizációs mechanizmusok

1. Mi jellemző a connexin fehérjékre?

Eukarióta mikroorganizmusok. Gombák

Fejlett betüremkedésekből Örökítőanyag. Kevéssé fejlett, sejthártya. Citoplazmában, gyűrű alakú DNS,

BIOLÓGIA TANMENET. XI. évfolyam 2013/2014

Átírás:

4. Sejt szerveződése és a sejt élete Sejtalkotók, felépítő és lebontó folyamatok, jelátvitel, trafficking, sejtosztódás, sejthalál

Az élet alapegysége, a legkisebb funkcionális elem Az élő szervezetek lehetnek egy-, vagy többsejtűek A komplex működéshez szükségessé vált az egyes folyamatok térbeli elkülönítése (membránok, sejtplazma): kompartimentalizáció Sejtmembrán, sejtmag, sejtalkotók (organellumok), belső terek (kompartimentalizáció) Prokariótákban nincs valódi mag, alacsony szintű kompartmentalizáció Eukariótákban valódi sejtmag, fejlett kompartmentalizáció 4.1 A sejt

A sejtmag (nukleusz) a magmembrán Az örökítőanyag fő hordozója Dupla membrán veszi körül (nukleoplazma / citoplazma) Belső felületen a kromatin (DNS+fehérje) lehorgonyzása Külső felülete folytonos az endoplazmatikus retikulummal Perinukleáris tér: a két membrán közti tér (folytonos az ER-rel, ahol összeér ott pórusok) Pórusok Nukleo- és citoplazma közti transzfer (RNS-ek, ribószóma alegységek rrns+fehérje)

A sejtmag Nukleoszkeleton: magváz, fehérjékből felépülő állványzat, amelyhez a kromatinhurkok kötődhetnek (SAR: Scaffold Attachment Region) Nukleoplazma: a citoplazmától eltérő ion- és molekulaháztartást biztosít Magvacska: EM és FM képeken látható sötétebb állomány, rrns t kódoló kromatin, rrns átírása, riboszomális alegységek összeszerelése

A sejtmag a kromatin Kromatin: DNS és hozzá kapcsolódó fehérjék (DNS kondenzálódása: kettős spirál, nukleoszómás "gyöngysor" szerkezet, szolenoid, hurkok-, kromatin, kromoszóma) Eukromatin: éppen aktív, működő rész (átíródó gének), lazább, letekeredett szerkezet, világosabb az EM képeken Heterokromatin: inaktív szakasz (konstitutív: nem átíródó, fakultatív: szükség esetén aktiválódik, átíródhat), tömör állomány, EM képeken sötét

A sejtmagban zajló folyamatok Az örökítőanyag biztonságos tárolása DNS kettőződése (csak osztódáskor) Transzkripció: DNS átírása RNS-re (mrns, trns, rrns) - szükséges a DNS dekondenzálódása, lazább szerkezetű eukromatin kialakulása Riboszóma alegységek összeszerelése Transzport (mrns, trns, riboszóma alegységek, riboszómális fehérjék, szabályozó fehérjék)

Génszabályozás környezeti hatások

Endoplazmatikus retikulum (ER) Elemi membránból felépülő, hálózatos szerkezet Fontos szerepe van: - Kompartimentalizáció: a citoplazmától eltérő kémiai környezetet, illetve felszínt biztosít adott biokémiai reakciók számára - Anyagtranszport - Membrándepó újonnan kialakuló membránnal körülvett terek (vezikulumok) számára

Sima felszínű ER (SER) Felépítése: tubusok, csövek, szabálytalan alakú membránterek, rendezetlen szerkezet Feladata: lipidszintézis, iontárolás (Ca 2+ ), méregtelenítés (máj), glükóz mobilizálás

Durva felszínű ER (DER, RER) Felépítése: párhuzamos ciszternák, a citoplazmatikus felszínen riboszómák ülnek Feladata: - fehérjeszintézis (szecernált, plazmamembrán, lizoszomális, Golgi, ER - szignálszekvenciával bíró fehérjék), -fehérjemódosítás (glikoziláció), fehérje hajtogatás (3D), proteolízis (hibás fehérjék megsemmisítése)

Golgi készülék Heterogén membránrendszer, réteges szerkezetű egységek: tubuláris hálózatok, ciszternák, vezikulumok Fő feladata fehérjék és lipidek fogadása, szortírozása, módosítása Egység: diktioszóma, összes egység: Golgiapparátus, sejttípustól függően egy vagy több egység lehet

Golgi készülék felépítés, feladat Cisz-Golgi Hálózat: hálózatos, csövek és vezikulumok, fogadás és szortírozás (címkézés desztináció szerint, pl. mannóz-6-p szignál a lizoszomális fehérjékre) Cisz-ciszternák: mannóz csoport lehasítása Középső ciszternák: glikoziláció (O-, N-) Transz ciszternák: egyéb cukor komponensek adása

Golgi készülék felépítés, feladat Transz Golgi Hálózat: szulfát hozzáadás, szortírozás: megfelelő irányba útnak eresztés (pl. M6P receptorral a lizoszomális fehérjék összegyűjtése egy vezikulumba) Az egyes alegységek között a transzport vezikulumokkal történik Cisz-transz: sejtmag felől, a folyamatok iránya szerint

Fehérjeszintézis és trafficking a sejtben Fehérjeszintézis: Mindig szabad riboszómán kezdődik a citoplazmában Citoplazma és magfehérjék: szabad riboszómán Mitokondriális fehérjék: szabad riboszómán preprotein, chaperon (kísérőfehérje) viszi a mitokondriumba

Fehérjeszintézis és trafficking a sejtben Export, lizoszóma és membránfehérjék (DER): Szignálpeptid N-terminálison, egy komplex felismeri és az éppen szintetizálódó fehérjét riboszómástul a DER-re helyezi, a továbbiakban a növekvő peptidlánc a DER üregébe kerül: hajtogatódás, mannóz glikoziláció, ellenőrzés Golgi: szortírozás Trafficking: fehérjék célhelyre juttatása: címkézés, (poszttranszlációs módosítás), szortírozás, célhelyre szállítás 3 irány: szekréció, plazmamembrán, lizoszóma

Endoszómális-lizoszómális kompartment rendszer Vezikulumokból áll (vezikulum: egyszeres membránréteggel körülvett apróbb, többnyire kerekded üreg) Sejten kívüli tér szondázása, a felvett anyagok szortírozása, lebontása Endocitózis: sejten kívüli térből mintavétel, nemspecifikus anyagfelvétel, a plazmamembrán betüremkedésével lefűződő vezikulumba, speciális esetei: pinocitózis (sejtivás), fagocitózis (bekebelezés, csak bizonyos sejtek)

Endoszómális-lizoszómális kompartment rendszer Endoszóma: a lefűződött vezikulum Korai: szortírozás, pl. receptorok visszairányítása a plazmamembránhoz Késői: lebontás felé visz, fogadja a lebontandó anyagot a koraiból, savanyítja az üregi ph-t, fogadja a Golgiból érkező inaktív lizoszómális enzimeket Lizoszóma: lebontás savas hidrolízissel, savas ph hatására enzimek aktiválódnak (saját magát erősen glikozilált fehérjékkel védi az önemésztéstől)

Egyéb lebontó helyek Citoplazma: Proteaszóma: hordószerű fehérjekomplex, megjelölt fehérjéket bont le Autofagoszóma, autofagocitózis: a sejt elemeit, akár organellumokat, vesz körbe membránnal, majd a lizoszómális útra tereli a folyamatot

Mitokondrium Oxidáció ATP-ben raktározott energiatermeléssel Kettős membrán, belső membrán réteges egységeket alkot Oxidáció több lépésben, elektrontranszportláncon keresztül, a felszabaduló energia beépíthető, nagyenergiájú foszfátkötésbe - oxidatív foszforiláció, ATP szintézis Elsősorban glükóz, de aminosavak, zsírsavak is Végtermékek H 2 O, CO 2 A sejt erőműve Sajátos származás: endoszimbionta elmélet

Peroxiszóma Oxidáció ATP energiatermelés nélkül Egyszeres membrán, rozetta: kristályos enzimkomplex Oxidáció egy lépésben, a felszabaduló energia disszipálódik Elsősorban zsírsavak lebontása, aminosavak H 2 O 2 H 2 O, O 2 Méregtelenítés, energiaháztartás

Jelátvitel (szignál-transzdukció) Sejten kívüli kommunikáció: sejten kívüli jelek érzékelése, továbbítása a sejtbe, válaszreakció kiváltása Jelek - Hormonok, citokinek - Endokrin (távoli, vérrel), parakrin (lokális), juxtakrin (szomszédos), autokrin (saját)

Jelátvitel (szignál-transzdukció) Jelfogó: receptorok - Transzmembrán fehérjék - Plazmamembrán - Intracelluláris (pl. D-vitamin receptor) Transzdukció - Másodlagos hírvivők(camp, Ca 2+) - Szignalizációs kaszkád: jelerősítés, szabályozás

Jelátvitel (szignál-transzdukció) Effektor: - Transzkripciós faktorok: DNS szabályozó fehérjék - Reszponzív elemek: DNS szakaszok, amelyek transzkripciós faktorokat kötnek - Hatás: változás adott gének átíródásában (génexpresszió)

Jelátvitel (szignál-transzdukció)

Felépítő és lebontó folyamatok Metabolizmus - Felépítő (anabolizmus): egyszerű anyagokból összetett anyagok lesznek (energia szükséges) - Lebontó (katabolizmus): összetett anyagok lebontódnak, energia szabadul fel munkavégzési, tartalék stb. Egymás mellett, de térben elkülönülve Más úton zajlanak nem lehet minden folyamat egyensúlyi és nincs perpetuum mobile sem

Felépítő folyamatok Autotróf - Fotoszintézis (növények) - Kemoszintézis (pl. nitrifikáló baktériumok) Heterotróf - A táplálkozással felvett és a lebontó folyamatokból származó alapanyagokból épít

Lebontó folyamatok Energiatermelés (főleg szénhidrátok, zsírok) Biológiai oxidáció, vagy erjedés (aerob vs. anaerob) -Glikolízis - citoszólban (glükózból 2 piroszőlősav + 2 ATP) -Anaerob : etanol, vagy tejsav -Aerob: acetil - Citromsav ciklus mitokondrium alapállománya (Szent- Györgyi-Krebs) 1 ATP keletkezik + 3 NADH - Terminális oxidáció mitokondrium belső membránja 36 ATP (citokrómok: fehérje+hem(fe)) végső elektron akceptor O 2

Sejtciklus, sejtosztódás Sejtciklus nyugvó funkcionáló sejt G 0 fázis Ha osztódni kell : belép a sejtciklusba A sejtek szaporodásának folyamata Prokarióták: DNS megkettőződés + lefűződéssel Eukarióták: -Mitózis (számtartó) testi sejtek -Meiózis (számfelező) ivarsejtek

Mitózis Belép a sejt a G 1 fázisba (felkészülés az S fázisra/ellenőrzés) S fázis (DNS megkettőződése, kromatidák kialakulása) G 2 fázis újabb növekedés (felkészülés az M fázisra) M fázis (mitózis) - Profázis: - a kromatidák kromoszómákká szerveződnek, a két testvérkromatida a centromérán keresztül kapcsolódik össze - A sejtmagon kívül megjelenik két centroszóma (a mikrotubulus (fehérje húzófonál) szervező központból) amelyek a sejt két ellentétes pólusába vándorolnak

M fázis (mitózis) - Prometafázis: Mitózis - A magmembrán felbomlik - A mikrotubulusok hozzákapcsolódnak a kromoszómákhoz (a centromernél két kötődési hely) - Metafázis: - A kromoszómák az egyenlítői síkban helyezkednek el - Itt lehet pl. kolhicinnel megállítani (tubulus bontó)

M fázis (mitózis) - Anafázis: Mitózis - A testvérkromatidákat összekötő fehérjék leválnak, a testvérkromatidák szétválnak - A mikrotubulusok rövidülésével a komoszómák a két pólus (centroszóma, leendő sejtközpont), felé vándorolnak - Telofázis: - A kromoszómák dekondenzálódnak kromatinná - Kialakulnak a maghártyák

Mitózis M fázis (mitózis) - Citokinézis: - A sejtek fizikai kettéválása a befűződéseknél - Sejt vagy kilép a G 0 -fázisba, vagy újabb osztódásra készen a G 1 -be

Mitózis 4., telofázis 1., profázis 2., metafázis 3., anafázis

Meiózis Ugyanúgy kialakulnak a kromoszómák és a két sejtközpont A homológ kromoszómák párba rendeződnek (anyai+apai, ugyanazon géneket tartalmazó kromoszómák) crossing over / rekombináció A meiózis I szakaszban a homológ, kétkromatidás kromoszómák válnak szét = két haploid DNS tartalmú lesz, de kétszer annyi DNS A meiózis II szakaszban (~mitózis) a kromoszómák két kromatidája válik szét négy monokromatidás haploid sejtet eredményezve Haploid: a genetikai információ csak egy kópiában van jelen Diploid : a genetikai információ két kópiában (anyai, és apai)

Meiózis

Sejthalál Apoptózis, programozott sejthalál, sejtöngyilkosság, Belső, külső hatásra (szignálok), szabályozott folyamatok Hibás sejtek elpusztítása, sejtlétszám állandóan tartása, egyedfejlődés, szöveti differenciálódás, immunrendszerben elengedhetetlen (vs. rákos sejtek) Intrinsic (belső): a mitokondriumok membránjának permeabilitása megváltozik fehérjebontó enzimek aktiválódnak (kaszpázok) Extrinsic (külső): külső faktorok aktiválják a kaszpázokat (tumor nekrózis faktor)

Sejthalál Nekrózis, nem programozott sejthalál Sejtpusztulás, sejtgyilkosság Külső hatásra (fertőzés, tumor, sérülés, infarktus, gyulladás) Nem szabályozott