ביולוגיה של התא 1 רשף Flashcards
האם לתא דם אדום יש אברונים וגרעין?
יסודות נפוצים בתא
H> C> O> N
לאריטרוציטים (תאי דם) אין גרעין.
המוציטובלסטים -לתאי אב של אריטרוציטים יש גרעין
באיזשהו שלב המוציטובלסטים עושים את הרס הגרעין ואברונים ונשארים עם ציטופלזמה המלא בהמוגלובין.
מהו הליפיד הנפוץ ב
תאי כבד, תא דם אדום , מיאלין , מיטוכונדריה, אנדופלסמיק רטיקולום ,חיידק
?
המסה של ליפיד הרבה יותר קלה מחלבון בממברנה
תאי כבד -פוספוטידילכולין
בתא דם אדום בממברנה הפלזמתית -כולסטרול
במיאלין- גליקוליפידים
במיטוכונדריה- פוספוטידילכולין אבל אין בכלל ספינגומיאלין
באנדופלסמיקרטיקולום - פוספוטידילכולין
בחיידקים יש בעיקר פוספוטידילאתנול אמין
בחיידקים אין כולסטרול וגם צמחים אין כולסטרול אבל יש פיטוסטרולים.
מה ההגדרה של פוספוליפיד?
כולסטרול - הטבעות שלו הם לא מישוריות כי להם רק קשר כפול אחד לכל הטבעות ביחד (לא 4 קשרים כפולים)
העלאת כמות כולסטרול גורם לירידת בפרמביליות.
הגדרה פוספוליפיד -2 זנבות +פוספט+ ראש פולארי
השלד לא בהגדרה של פוספוליפיד
2 סוגי שלד : גליצרול , צרמיד
צרמיד= ספינגוזין +חומצת שומן לספינגוזין יש רק חומצת שומן אחת
השלד צרמיד- שלד המכיל חומצת שומן אחת + אמין שאליה נחבר גם חומצת שומן + נחבר פוספט וראש פולארי
פוספוטידילסרין- ליפיד שלילי
מהי התנועה של הליפידים ?
הגדרה:
lipid Raft
מעין רפסודה שנעה מעין מיקשה אחת . והמטרה היא לגרום לחלבונים להיות קרובים זה לזה כי יש להם פעילות ביולוגית סמוכה
האזורים “ליפיד ראפט “ מכילים הרבה : כולסטרול , חלבונים המייצרים אינטראקציה חלבון חלבון אחד עם השני ,
gpi anchored
רוטציה-תנועה סיבובית במקום
פלקציה-תנועה של זנבות
תנועה לטראלית
תנועת פליפ-פלופ - השאלה האם מועדף תרמודינמית ?
התשובה תלוי בריכוזים
השאלה היא קינטית ולא תרמודינמיקת : הדרך של תנועת פליפלופ היא איטית מאוד.
ישנם 2 דרכים מרכזיות על מנת ללמוד את התנועה הליפידית , אשר נעשו על ממברנות סינתטיות:
א. הצמדה של ראש פלורסנטי או חלקיק זהב המחובר לראש הפולארי - דבר המאפשר מעקב אחרי תנועותיהן של מולקולות בודדות.
ב. שימוש ב”סימון של
spin
או בשפה היותר מדויקת
spin labled
זוהי טכניקה בה לקבוצה הליפידית מוסיפים
NO
שלו יש אלקטרון אחד לא קושר ולכן יש לו
spin
שלא מאוזן עם
spin
של אלקטרון נוסף
מצב זה מוביל ליצירת סיגנאל פרא-מגנטי שאותו ניתן לזהות בטכניקת
ESR=Electron spin Resonance
מזכיר את שיטת
NMR
אלו גורמים המשפעים על פלואידיות?
הרכב הליפידים בממברנה
טמפרטורה
המושג
Phase transition
מעבר מדו שכבה נוזלית לכזו דמוית קריסטלאו ג’ל.
הממברנה של ח.שומן בלתי רוויות הינה דקה יותר בהשוואה לממברנה העשויה חומצות שומן רוויות
Lipid Rafts
עשירים ב:
גליקופרוטאינים
גליקוליפידים
חלבוני
GPI
כולסטרול
כמה שכבות ממרנה יש לטיפת שומן
באילו תאים יש טיפת שומן
האם טיפת שומן דומה למיצלה או ליפוזום
מה מקור הממברנות של טיפת שומן
אילו חלבונים יש בטיפת שומן
בנוי משיכבה אחת של ממברנה
בכל התאים יש טיפת שומן
אפשר להגדיר את טיפת השומן כמיצלקור הממברנוצ
מקור הממברנה מ-
ER
בתוך טיפת שומן יש הרבה טריגליצרידים וכולסטרול-אסטר
חלבונים הקיימים בטיפת שומן : פריליפינים , טריאצילגליצרול-ליפאז ,
Hormone sensitive lipasse, Hormone sensitive lipase
אילו ליפידים נמצאים על ממברנה פנימית
אילו ליפידים נמצאים על הממברנה החיצונית
מה מתרחש בעת אפופטוזיס , יש להתייחס לפוספוטידילסרין בתשובה
ולתאים הבולעים את התא שעובר אפופטוזיס
כלומר איך קוראים לתאים שבולעים?
ספינגומיאלין-מצוי על הרבה סוגי תאים , כאשר הראש הפולארי שלו הוא פוספוכולין
מצוי בעיקר על שכבת הממברנה העוטפת אקסונים
פוספוטידילכולין- מצוי בד”כ על העלעל החיצוני . קיים אנזים היודע לשנע אותו בין ממברנות .
PCTP =Phosphatidylcholine transfer protein
כמו גם אנזימים יעודיים היודעים להוציא ממנו חומצות שומן ולצמד לכולסטרול ליצירת כולסטרול-אסטר
לאנזים קוראים
LCAT
סוכרים נמצאים על העלעל החיצוני
כולסטרול נמצא על 2 העלעלים
בנוסף: על הממברנה החיצונית - גליקוליפיד , ספינגומיאלין , פוספוטידיל-כולין
על הממברנה הפנימית- פוספטידילסרין , פוספוטידיל-אינוזיטול, פוספוטידיל-אתנולאמין
גליקוליפידים - נוצרים בלומן של הגולג’י
סקרמבלאז לא פעיל על הממברנה הפלזמתית מכיוון שיש חלבון שעושה סקווסטרינג
בזמן אפופטוזיס אותו חלבון עובר ביקוע
מאקרופאגים וניטרופילים שיש להם רצפטור לפוספוטידילסרין יבלעו את את התאים
נמצא על העלעל החיצוני בלבד
גליקוליפידים מורכבים על שלד ספינגוזין , ללא קבוצת פוספט
בצמחים וחיידקים הגליקוליפידים נוצרים בגליצרול ולא מספינגוזין
גנגליוזידים - הם הגליקוליפידים הכי מורכבים המכילים אוליגוסאכרידים ולהם קבוצה אחת או יותר
של חומצה סיאלית
NANA
מבנה של צרמיד שזה ספינגוזין + חומצת שומן
על הפחמן השלישי מחברים סוכר
ההבדל בין גליקוליפיד לספינגוליפיד זו קבוצת הפוספט
סוכר “נהנה”-גירסה של חומצה סיאלית מה שמיוחד בה שפחמן מס 1 של “נהנה” הוא פחמן קרבוקסילי.
“נהנה” סופחת מים
תפקיד של הגליקוליפידים: בתאי אפיטל ניתן למצוא אותם רק בצד האפיקאלי של הממברנה , שפ הם מגנים מפני
PH
נמוך או מנכוחותם של אנזימים פרוטאליטיים . למטענים השליליים גם כן חשיבות רבה בעיקר במשיכה של יונים חיוביים , ובעיקר סידן , לפני השטח הקרובים לתא.
תפקיד נוסף של גליקוליפידים הוא אינטרקציה וזיהוי בין תאים שונים , זאת ע”י מתווכים חלבונים ממשפחת הלקטינים , חלבונים הקושרים שיירי סוכר ומאפשרים חיבור חזק בין תאים שכנים.
למד את הציור!
שינוי “פי-איצ ‘” יכול לגרום לניתוק בין חלבונים פרפריאליים אבל לא יגרום לניתוק החלבון מהממברנה במקרים אחרים
בשביל לנתק חלבונים אינטגראליים או חלבונים שהם “אנקורד” חייבים להישתמש בדטרגנט
יוני או בלתי יוני
חלבון 1-4 ממברנליים שהגוף שלהם נמצא בתוך המעברנה
חלבון טראנסממבראנלי יכול להיות מעוגן עם ליפיד כידי לעצב את המבנה המרחבי בצורה ברורה מהצד התוך תאי. (תמונה חלבון 1)
חלבון 2 : בין הלולאות יהיו אינטראקציות בעיקר הידרופיליות
חלבון 3 : חביות ביתא נמצאות בעיקר בחיידקים ובמיטוכונדריה בעיקר על המברנה החיצונית. בחיידקים גרם שלילים יש 2 ממברנות
תמונה 4 : סוג נוסף של חלבונים ממברנליים נמצאו בעיקר על העלעל שפונה לציטוזול
בעלי נטיה לעצב את המברנה, הנצת וזיקולות, לעצב צורות.
חלבונים 5-8 לא ממברנליים
חלבון 5 מעוגן ע”י ליפיד בקשר קוולנטי
דוגמא לזה משפחת
RAS
התצורה הזאת היא תחת תאית. לא נוכל לראות תצורה של חלבון המעוגן ע”י ליפיד מחוץ לתא.
חלבון 6: גליקוזילפוספו הראשילאינוזיטול - מייצרים אותו באנדופלזמיק רטיקולום
תמיד לעולם יהיה בצד החוץ תאי (גם בגלל שיש להם סוכנות שזה סממן חוץ תאי)
חלבון פריפיריאלי יכול להימצא בתוך התא ומחוץ לתא !.
חלבונים מעוגנים = חלבוני אנקורד
חלבון גליקופורין -חומצה ממברנה פעם אחת.
“אנקורינג” נעשה תמיד לכיוון הציטוזול למעט אם זה
GPI
דרכים לעגן
דרך קשר עמידי
קשר תיואסטרי
קשר תיו-אתרי
פרנזיל אפשר לייצר ממסלול הכולסטרול
חלבוני
SRC
הם חלבונים ציטוזוליים בעלי פעילות של טירוזין קינאז , והם כולם נקשרים לממברנה ע”י קבוצת מיריסתיול (כלומר 14 פחמנים) שהיא כאמור חומצת שומן רוויה בעלת 14 פחמנים.
על מנת להפוך את המבנה ליציב יותר , רבים מחלבוני
SRC
מעוגנים בנוסף גם ע”י חומצה פלמיטית על שייר ציסטאין קישור שמתבצע ע”י סיגנל חוץ תאי.
כאשר הסיגנאל כבוי הקבוצה הפלמיטית מוסרת והקינאז חוזר לציטוזול.
מה ההגדרה של פורין?
חלבונים אלה (חביות בטא) נפוצים בממברנה החיצונית של חיידקים מיטוכונדריה וכלורופלסט
הגדרה של פורין : 16 סטרנדים . לא כל חבית בטא נחשב פורין.
FepA תופס ברזל ומכניס אותו פנימה יש לו 22 סטרנדים
ישנם חביות קטנות יותר השמשות כרצפטורים או כאנזימים ממבראנליים.
בניגוד להליקסים שיכולים לשנות את המבנה המרחבי שלהם ולהחליק אחד על גבי השני , קשרי המימן בין גדיל בטא בתוך חבית בטא הינם קשיחים ולא מאפשרים שינוי מבנה של החבית עצמה
תן הגדרה לגליקופרוטאינים ופרוטאוגליקנים?
ממה מורכב הדופן של הצמח?
מי האנזים שעושה קשרי “אס-אס” והיכן הם מיצרנים?
הגדרה:
גליקופרוטאינים -עיקר חלבון ומעט סוכר.
פרוטואוגליקנים: שיירי סוכר עם מעט חלבון
יצירת קשרי אס-אס נוצר באנדופלזמיק בלומן רטיקולום עי
PDI
בתמונה רואים את האזור הסוכרי של המברברנה
בעלעל החיצוני יש לנו גליקופרוטאינים וגליקוליפידים
מחוץ לתא יש לנו פרוטאוגליקנים ועוד כל מיני גליקופרוטאינים השוחים במטריקס החוץ תאי
כל הסוכרים האלה יקר שלד סוכנות שתפקידו בעיקר להגן על התא! (רואים בתמונה) באמצעות שיטה הנקודה
“אימונוסטיינין”
צמחים יש להם דופן תא הבנויה מתאית
נתחיל בהפרדת חלבונים מהממברנה להשתמש פירוק עי בוחנה
לאחר מכן צנטריפוגה. ניקח את הפלט את החלק נזרוק.
נקבל חלבונים ממבראנליים וממברנה
איך להוציא את החלבונים האינטגראליים מתוך המברנה?
ריכוז
CMC
היא תכונה אינטרינזית אבל מושפע גם מתנאי סביבה:
טיבורה
PH
ריכוז מלחים
נמצא בדטרגנט יש סוג יוני ולא יוני.
דוגמא לדטרגנט לא יוני : טריטון
דוגמא לדטרגנט יוני:
SDS
עד ריכוז
CMC
כל מולקולת דטרגנט שנוסיף תעלה את הריכוז בתמיסה ולא תיצור מיצלה!
מעל ריכוז של
CMC
כל מונומר שיכנס לתמיסה יכנס בצורה של מיצלה ולא יוסיף לריכוז בתמיסה
דטרגנט יוני : עושה דנטורציה מוחלטת של החלבון לכן לא יכול לבחון את התפקוד שלו
הראש הפולארי, מאוד פולארי העדפה שלו היא יצר מיצלות בריכוזים נמוכים, הם
CMC
נמוך מאוד
החלבונים יעברו מתוך המברנה ויווצרו מצלות עם חלבונים אותם
דטרגנט לא יוני : עושה הפרדה פחות טובה, הדטרגנט לא מסיס במים הריכוז של
CMC
יהיה ריכוז יותר גבוה.
הדטרגנט לא עושה דנטורציה לחלבון. בריכוזים פחות מחיר מאת
CMC
חלק ויללבונים יעברו למיצלות, נקבל חלבונים שעושים אינטראקציות וונדרוואלס עם הדטרגנט שהוא לא יוני.
אם נחזיר פוספוליפידים אל התערובת נגרום לחלבון לעבור מפאזה של דטרגנט לפאזה של פוספוליפידים. אפשר לעשות בריכוז דטרגנט נכון שיהיה לי חלבון אחד בכל ליפוזום ולבחון את התפקוד בסביבה הטבעית של החלבון.
חסרון אחד : לא ניתן לדעת מאיזה צד החלבון יכנס לליפוזום למן הקצה הקורבוקסילי יהיה בהלומן של המיצלה או מחוץ למיצלה החלבון יכנס בצורה אקראית ואניתן יהיה לבחון את צד אחד שלו.
הפתרון: ננו -דיסקים - שיטה מחקרית עוטפים פוספוליפידים באמצעות
HDL
ואז ניתן לבחון את החלבון משני הצדדים
מה עושה בקטריודופסין?
איך בנוי?
בקטריודופסין הוא לא ג’י-פי-סי-אר וקיים בחיידקים ובארכיאה (שבהם אין ג’י-פי-סי-אר)
בקריודופסין חוצה ממברנה 7 פעמים
הוא משמש כקולטן של אור
יש בתוכו מולקולת רטינאל (נגזרת ויטמין אי) שקשורה לחומצת אמינו ליזין
קשר בין ליזין לרטינל הוא קוולנטי
יש שם קשר כפול וכאשר מגיע פוטון הוא משנה את הקונפורמציה שלו מציס לטראנס
וזה גורם לשינוי מבנה מרחבי של בקטריודופסין ומוביל לפעילות של שאיבת פרוטונים מתוך התא החיידקי החוצה. ואז החיידק יכול להפעיל חלבונים לדוגמא פלג’לה.
יש כאן המרה של אנרגיית סולארית לאנרגיית אור
שאיבת הפרוטנים היא החוצה מהתא!.
corals
corals
התכווצות של מספר חלבונים באותו אזור .שישפיעו אחד על השני
דפורמציה של הממברנה
שינוי צורת הממברנה לקראת הנצה של וזיקולה
סוג 1 תמונה “ב”י - לאחר שהחלבונים שופעלו הם חושפים אלפא הליקס שנצמד לעלעל יחיד בממברנה. שנצמד לעלעל הציטוזולי וגורם לעיוות וגורם להנצה.
סוג 2 תמונה “סי” - חלבונים גדולים שנצמדים לממברנה באופן לא סלקטיבי
ועושים לו דחיסה. עד שהם מרימים את הוזיקולה.
סוג 3 תמונה “די” -חלבונים שנמשכים לראשים פולאריים גדולים של פוספוליפידים
וזה יגרום לקירוב ראשים פולאריים ועיצוב של הממברנה ולהנצה של הוזיקולה.
סיגנלים לשינוע חלבונים לתא
החלבונים בגודל של עד 60 קילודלון יכולים להיכנס חופשי לגרעין.
סיגנלים לשינוע חלבונים לתא
כניסה לגרעין - בין 4-8 ח”א חיוביות
איך חלבון מעל 60 קילודלתון יכול להיכנס לגרעין ?
חלבון כזה צריך סיגנל
NLS
המכיל בין 4-8 חומצות אמינו חיוביות
הסיגנל
NLS
לא מזוהה ע”י
NPC
אלה ע”י רצפטורים. הם אלה המאפשרים מעבר פנימה והחוצה של חלבונים גדולים
SV40
וירוס דנ”א
נדבר על
NPC
תפקידו למנוע מעבר חופשי לגרעין פנימה והחוצה
מבנה : מבנה יחסית סימטרי התוחם את “הפורה” החלבונים האדומים הם חלבוני פיגום
החלבונים הצהובים הם חלבוני “צ’אנל” (חלבונים הידרופיליים) . יש גם חלבונים מעדקים .
באמצע יש רשת עם מבנה לא מאורגן. תפקיד הרשת למנוע מעבר חלבונים אם הם גדולים מ 60 קילו-דלתון
הזנבות של
NPC
המצויים בחלק הפנימי הם עשירים בפנילאלנין וגליצין
המאפשרים לעשות אינטראקציות עם הרבה מאוד רצפטורים שיכולים להיכנס לגרעין.
חשוב לדעת לזהות : הסל פונה לתוך הגרעין, הזנבות החופשיים לתוך הציטוזול.
RAN חלבוני
RAN=Ras associate nuclear protein
חלבונים ממשפחת “ראס” והם חלבונים ממשפחת “ג’י” שהם קושרים “ג’י-טי-פי” הם פעילים
שהם קושרים “ג’י-די-פי” הם לא פעילים
RAN GEF
יושב בתוך הגרעין מצומד לכרומוזומים יושב על הכרומטידות
2 דוגמאות
2 דוגמאות
FRAP
חסרון השיטה
בשיטה הנ”ל :לא ניתן לעקוב אחרי חלבונים בודדים אלה על קבוצת מולקולות שנעה בטווח יחסית גדול של ממברנה.
שיטת
Single particle tracking
מאפשר מעקב אחרי חלבון בודד בעזרת סימון של נוגדן כנגד החלבון בפלורופור או בחלקיק זהב
כאשר ספקטרין מוטנטי מתקבלת מחלה ספרוציטוזיס בה כדוריות הדם האדומות הן בעלות צורה ספרית / כדורית ושבריריות.
הספקטרין הוא הטרודימר הבנוי משרשרת אלפא ושרשרת בטא המתארגנות אחת מעל השניה במבנה
מפותל
אנטי מקביל אמין לקרבוקסיל וקרבוקסיל לאמין
הקבלה בין תת היחידה אלפא לבטא יכולה להיות בלתי קוולנטי, אפשר היה להשתמש ברב של נקודות אינטראקציה לרבות הקצוות של השרשראות.
הטרודימר מתחבר לעוד הטרודימר ליצירת טטראמר
HSP 70
קיים ב
ציטופלזמה , אנדופלזמיק רטיקולום , מיטוכונדריה = צים 70
הערה :
HSP 60
קיים ב:
מיטוכונדריה , ציטופלזמה , בקטריה = מצב 60
HSP 70
פועלים כקומפלקס דימרי הקושר
ATP
ולאחר אינטראקציה עם חלבון המטרה הוא עושה הידרוליזה “אי-טי-פי” ל “אי-די-פי” מה שמגביר את האפיניות של הצ’פרון לחלבון המטרה.
מערכת היוביקוויטין
חלבון יוביקוויטין תמיד נקשר עם הקצה הקרבוקסילי שלו לקבוצה אמינית או קבוצת תיול של “החלבון” (המסומן)
“החלבון הזה” יכול להיות חלבון מטרה או חלבונים שהם
E1 AND E2
א. הקישור בין היוביקוויטין לחלבון המטרה הוא על גבי שייר “אר” של החומצה האמינית ליזין (שנמצאת על חלבון המטרה ) בקשר אמידי
ב. הקישור לאנזימים הפועלים
E1 and E2
היא דרך תיול של חומצה אמינית ציסטאין
הקישור בין יוביקויטין אחד לאחר בתוך השרשרת של פולייוביקויטין נעשה דרך ליזין מספר 48 (המסמן חלבון לפירוק)
או דרך ליזין 63 המיעדת את החלבון לפעילעות אחרות. כמו תיקון נזקי דנ”א
הפעלת תהליך יוביקוויטילציה
הפעלת תהליך יוביקוויטילציה
ישנם 3 דרכים לגרום למערכת היוביקוויטין לזהות חלבון המיועד לפירוק ולסמן אותו:
א. פירוק חלבון דימרי ל-2 מונומרים אשר יעברו סימון
ב.זרחון של החלבון
ג.ביקוע הקצה האמיני חושף אתר שמערכת היוביקוויטין יודעת לזהות ולסמן
ישנם 3 דרכים לשפעל את האנזים המוציא לפועל
E3 ub-ligase
א.זרחון של
E3
ב.קישור מולקולה אלוסטרית ל-
E3
ג.קישור חלבון מתאם \חלבון משפעל התומך בפעילות.
לצורך סימון החלבון בעזרת היוביקוויטין יש צורך ב-3 אנזימים:
E1=Ubiquitin activating enzyme
משתמש ב “אי-טי-פי” ליצירת קשר תיו אסטרי בין : הקבוצה הקרבוקסילית של היוביקוויטין לחומצה אמינית ציסטאין של
E1
ישנו אנזים יחיד מסוג זה
U2=Ubiquitin conjugating Enzyme
מקבל יוביקוויטין מ
E1
ומעביר אותו לחלבון המטרה
ישנם 30 אנזימים מסוג זה בתא.
E3=Ubiquitin Ligase
מחזיק מצד אחד את
E2
ומצד שני את חלבון המטרה ומזרז מעבר של יוביקוויטין לחלבון המטרה.
ישנם מאות אנזימים מסוג זה
פרוטאוזום הוא קומפלקס חלבוני ציטוזולי המורכב משני חלבונים רגולטוריים בגודל
19S
ויחידה קטליטית של
20S
תפקיד היחידה הרגולטורית : זיהוי חלבון המצומד ל-
poly-ubiquitin
יחידה רגולטורית קושרת את היוביקויטין ע”י יוביקויטין רצפטור ולאחר מכן מתחילה פעילות של אנפולדאז
AAA-ATPase
המפרק את המבנה המרחבי של החלבונים תוך הידרוליזה של “אי-טי-פי”
בנוסף נעשית הידרוליזה של שיירי היוביקוויטין ע”י יוביקוויטין הידרולאז.
20S
מפרקת את החלבון לפפטידים קצרים לא ל-ח”א בודדות.
תפקידי הלמינה הגרעינית
- תמיכה מכאנית ע”י אינטראקציה עם חלבונים ממבראנליים של הגרעין
- אינטראקציה עם חלבונים טראנס-ממברנאלים שעל מעטפת הגרעין
- אינטראקציה ישירה עם
NPC
4.אינטראקציה ישירה עם כרומטין שבעצמו יוצר אינטראקציה עם חלבונים טראנסממבראנליים של הגרעין
כך נוצר קשר בין הממברנה של הגרעין לדנ”א
- אינטראקציות עם חלבוני שלד התא ציטופלזמתיים
- חלבוני מנוע מסוג דינאין הנעים על גבי מיקרוטובולי מעוריבים אקטיבית בקריעת הממברנה של הגרעין
(ע”מ 49 במצגת )
RAN-GEF
ל-
RAN
יש תפקיד חשוב במיטוזה -הוא משמש להווכנת הכרומטידות בעת הפרדתן
זאת הודות לנוכחות של
RAN -Gef
על גבי הכרומטין .
חלבונים המרכיבים את ה
NPC
membrane Ring proteins
מעגנים את ה
NPC
לממברנה
Scafold proteins
מעצבות צורת הממברנה סביב
NPC
Channel nucleporines
הפונים לתוך החור המרכזי
חלבונים שהם זרועות ופיברילים לא מאורגנים
אשר מכילים חזרות של פנילאלנין ולגליציןהפונים אל תוך החור המרכזי ויוצרים מבנה דמוי ג’ל
חלבונים פיבריליים הפונים לציטוזול ולגרעין
שאינם שומרים על סימטריה דו-צדדית והם שונים בצד הגרעיני לעומת הצד הציטוזולי
בצד הגרעיני הפיברילים יוצרים מבנה דמוי “סל”
לעומת המבנה החוטי של הפיברילם הפונים לציטוזול
Karyopherins
הגנים המקודדים למשפחה של חלבונים (אימפורטינג , אקספורטינג) נקראים
Karyopherins
2 דוגמאות בקרה כניסה לגרעין
-עובדות על המיטוכונדריה
ותפקיד המיטוכונדריה
מיטוכונדריות מהוות עד 20% מנפח של הציטופלזמה. גודלה של כל אחת 0.5 עד 1 מיקרון
המיטוכונדריה נעה על גבי המיקרוטובולי , עובדה חשובה בתאים פולאריים כמו תאי עצב.
תפקיד המיטוכונדריה
- שרשרת מעבר אלקטרונים והפקת אנרגיה “אי-טי-פי”
- איזון מצב “רידוקס” בתא, היות ומולקולות
NADH
מהציטוזול (שנוצרו בגליקוליזה מוסרות א האלקטרונים לשרשרת מעבר אלקטרונים
3.מעגל קרבס במטריקס משמש ליצירת אבני בניין למאקרומולקולות ולחומצות אמינו.
ביחד עם
NADPH
בציטוזול ניתן יהיה לנצלם לטובת יצור מאקרומולקולות
- חלק ממעגל האוראה שנפטר מפסולת חנקתית מתקיים במיטוכונדריה של תאי כבד
- יצירת חום
- ביוסינתזה של קבוצות
HEME
נעשית באופן חלקי במיטוכונדריה ובאופן חלקי בציטוזול
7.יצירת של צברי ברזל גופרית שחיוניים לא רק לשרשרת מעבר אלקטרונים אלא גם ליציבות הגנום הגרעיני
בעת מחסור בצברים אלו נקבל חוסר יציבות של הגנום
8.ביוסינתזה של פוספוליפידים מסויימים ובעיקר קרדיוליפין הנוצר בממברנה הפנימית של המיטוכונדריה בלבד. גם פוספטידיל אתנולאמין , פוספטידיל גליצרול וחומצה פוספטידית מסונתזים במיטוכונדריה.
לעומת זאת
פוספטידיל כולין , פוספטידיל אינוזיטול , פוספטידיל-סרין מסונתזים באי-אר.
מאחר וממברנות התא נבנות ב-אי-אר קיימת חשיבות אדירה להעברת הליפידים בין המיטוכונדריה ל אי-אר באזורים מוגדרים ובמנגנון לא ידוע.
- המיטוכונדריה יודעת לעשות בופרינג לסידן ומסייעת ל”אי-אר” בשמירה על מעגרי סידן בתא.
- יצירת סטרולים והורמונים סטרואידיים (ביוכימיה ד)
- אפופטוזיס
פרקציונציה של המיטוכונדריה
שבירת ממברנה חיצונית - סטרס של לחצים אוסמוטיים, דלל את התמיסה
ממברנה פנימית עמידה ללחצים אוסמוטיים
לאחר מכן עושים צנטריפוגה-מה ששוקע, ממברנה חיצונית , ממברנה פנימית וחלבונים על גבי הממברנה החיצונית
חלבונים מהתווך הבין ממברנאלי והנוזל מהתווך הבינממבראנלי יצופו.
כל מה שייצוף יזרק.
את הפלט שזה אוסף של ממברנות מכניסים לעוד צנטריפוגה ומפרידים בין ממברנה חיצונית לממברנה הפנימית וכל מה שבתוכה. הממברנה הפנימית תקשע.
את הממברנה הפנימית נשבור ע”י סוניקציה או ע”י דטרגנט או ע”י הומוגנציה שזה שבירה ע”י בוכנה
מה שישקע למטה יהיה הממברנה הפנימית הסופ: יהיה המטריקס
ככה אפשר לחקור כל אחד מהממברנה
די-פוספוטידיל-גליצרול
די-פוספוטידיל-גליצרול - זהו קרדיוליפין
פוספוליפיד הנוצר על הממברנה הפנימית של המיטוכונדריה
(מצד שמאל בציור רואים את די-פוספטידיל-גליצרול)
התאוריה האנדוסימביונטית
קודם נבלעה המיטוכונדריה לאחר מכן הכלורופלסט
האב קדמון של המיטוכונדריה לפי התיאוריה הוא חיידק גרם שלילי עם 2 ממברנות (פרוטובקטריה)
התאוריה האנדוסימביונטית
התא האאוקריוטי הקדום הוא בעצם מערכת יחסים סימביונטית בין
ארכיאון שסיפק את הגרעין וחיידק אירובי קדום הקרוי פרוטאובקטריום שסיפק את מנגנון יצירת “אי-טי-פי”
פרוטאובקטריום הוא אנדוסימביון החי בתוך ארכאון
אנדוסימביון יעבור אבולוציה למיטוכונדריון של ימינו.
תימוכין לתיאוריה
לאיברונים הנ”ל (מיטוכונדריה וכלורופלסט) גנום עצמאי
הגנום של האיברונים מעגלי
הריבוזומים של הכלורופלסט דומים מאוד לאלו של החיידקיםמודרניים גם במבנה וגם ברגישותם לאנטיביוטיקה כמו (כלורמפניקול , סטרפטומיצין, טטראציקלין ואריטרומיצין)
גם ריבוזומים מיטוכונדריאליים , השונים במבנה מאלו של חיידקים מודרניים מגלים רגישות לאנטיביוטיקות מסוימות.
ביוסינתזה של חלבונים בכלורופלסט ובמיטוכונדריה מתחילה בפורמיל-מתיונין ולא במיתיונין, טכניקה ידוע של חיידקים.
הגנום של האברונים הנ”ל מאורגן במבנה של נוקלאויד , במטריקס או בסטרומה בהתאמה , עם חלבוני ארכיטקטורה שאינם דומים לאלו הגרעיניים
תהליכי השכפול , השעתוק והתרגום שונים מאלו של הגנום הגרעיני והאנזימים הפעילים דומים לאלו של חיידקים או אף של וירוסים שתוקפים חיידקים.
הטענת חלבונים מסוג חבית בטא , המשמשים כפורינים על גבי הממברנה החיצונית של המיטוכונדריה , נעשית באופן כמעט זהה להטענת חביות בטא על הממברנה החיצונית של החיידקים.
הגנום המיטוכונדריאלי האנושי מקודד
הגנום המיטוכונדריאלי האנושי מקודד
13 חלבונים
24 מולקולות רנ”א מתוכם 22 מהם
tRNA
2 מיהם
rRNA
קוד גנטי המיטוכונדריאלי שונה מזה האוניברסלי
ל-4 קודונים מתוך 64 יש משמעות אחרת במיטוכונדריה
איחוי והנצה של מיטוכונדריה
כלורופלסט מתחיל את החלוקה שלו ממקור פנימי
המיטוכונדריה ממקור חיצוני
איחוי והנצה של מיטוכונדריה
איחוי ממברנה חיצונית מצריך הידרוליזה “ג’י-טי-פי” + גרדיאנט פרוטונים משני צידי ממברנה הפנימית
איחוי ממברנה פנימית מצריך “ג’י-טי-פי”+ פעילות חשמלית של גרדיאנט פרוטונים (כל יון לא רק מימן)
הנצה
תהליך תלוי בחלבון “ג’י” בשם דינאמין
כאשר הוא קושר “ג’י-טי-פי” הוא מתארגן למבנה של אוליגומרים הליקאליים על גבי הממברה החיצונית של המיטוכונדריה תוך שימוש בחלבונים מתאמים.
עצם ההרכבה של האוליגומרים גורמת לקונסטרוקציה (כיווץ) של הטובולי המיטוכונדריאליים .
הידרוליזה של “ג’י-טי-פי” גורמת לקונסטרוקציה , אשר מובילה בסוף לביקוע של הממברנה ,חיצונית ופנימית “במכה אחת”.
senescent
senescent
החל מסף מסויים של מיטוכונדריות דפוקות בתוך התא - וזה יוצר פגמים בשרשרת הנשימה
סיגנל כניסה למיטוכונדריה
הסיגנל הכניסה למיטוכונדריה לעולם יהיה בקצה האמיני של החלבון ויכיל ח”א חיוביות
כי המטריקס הוא שלילי
דואגים שהחלבון ישאר במצב לא מקופל (רק במיטוכונדריה החלבון יתקפל). משתמשים בצ’פרונים
HSP 70
בתוך המיטוכונדריה יש קומפלקס שנקרא
import-ATPASE
המשתמש ב
ATP
ומושך את החלבון
סיגנל כניסה למיטוכונדריה
כולל ח”א חיוביות בצד אחד של ההליקס + ח”א הידרופוביות בצד השני
TIM22
מכניס חלבונים לממברנה הפנימית של המיטוכונדריה החוצים מספר פעמים את המיטוכונדריה
חיוני להטענה של תת משפחה של חלבונים לממברנה הפנימית כגון
ATP/ADP translocase
טראנספורט של פוספאט -פרוטון
TIM23
מאפשר העברה של החלבונים אל המטריקס
OXA
מסלול מרכזי להכנסת חלבונים שתורגמו למטריקס של המיטוכונדריה לתוך המבברנה הפנימית
Mia 40
Mia 40
כשהו מחומצן הוא פעיל . בזמן העבודה הוא עובר חיזור
כאשר
Mia 40
מחוזר הוא לא פעיל ובשביל להיות פעיל הוא מעביר את האלקטרונים לשרשרת מעבר אלקטרונים.
פרוטאזום
פרוטאזום קיים בגרעין ובציטופלזמה.
נחשב אברון.
