Cytologia Flashcards
Jakie lipidy wchodzą w skład błon kom? (3)
Fosfolipidy, cholesterol, glikolipidy
Cechy fosfolipidów
spolaryzowane, amfipatyczne, mają biegun hydrofilowy i hydrofobowy
Jak są skierowane bieguny fosfolipidów?
hydrofilowe - do otaczającego środowiska, hydrofobowe - do wnętrza dwuwarstwy
Podstawowe fosfolipidy błonowe to… (5)
…fosfatydylocholina, fosfatydyloseryna, fosfatydyloetanolamina, sfingomielina, lecytyna.
rola cholesterolu?
stabilizuje strukturę błony
gdzie znajdziemy glikolipidy?
w warstwie graniczącej ze środowiskiem pozakomórkowym
cechy białek błonowych (3)
amfipatyczne, mają regiony hydrofilowe (bogate w polarne aminokwasy) zwrócone do środowiska zew i wew: regiony zew związane są z oligosacharydami + wew z kwasami tłuszczowymi, regiony hydrofobowe (bogate w aminokwasy niepolarne) zatopione w warstwie fosfolipidów
podział białek błonowych + ich charakterystyka
powierzchniowe - można oddzielić od warstwy lipidowej przez łagodną ekstrakcję w r-rach soli
integralne - wymagają dezintegracji dwuwarstwy lipidowej przez silne detergenty/rozpuszczalniki
funkcje białek błonowych (5)
- transport cząst przez błony (kanały, pompy itp.)
- nadają aktywność enzymatyczną
- wiązanie cytoszkieletu kom z wew pow błony
- łączenie kom z macierzą pozakom i kom sąsiednimi
- działanie jako receptory w sygnalizacji międzykom
czym są węglowodany błonowe?
to reszty cukrowe połączone z białkami/lipidami w pow graniczącej ze środowiskiem zew lub światłem organelli błoniastych
co to glikokaliks?
> warstwa węglowodanów pokrywająca błonę kom, osłonka powierzchniowa
glikokaliks zapewnia specyfikę pow kom (właściwości antygenowe) i uczestniczy w mechanizmach rozpoznawania kom i łączeniu ich w zespoły
mozaikowy model budowy błony - założenia
białka zatopione w płaszczyźnie błony mogą swobodnie dyfundować, przechodzić przez całą grubość błony (integralne) lub wiązać się z warstwą zew/wew (powierzchniowe)
co to tratwa lipidowa?
obszary/domeny błony kom szczególnie bogate w CHOLESTEROL i SFINGOLIPIDY - mają inną płynność niż reszta błony (w podanej temp)
składnikiem tratw lipidowych są białka…
…kaweoliny, które uczestniczą w formowaniu i ruchu pęcherzyków podbłonowych i kaweoli (wpuklenia błony kom) — w kom mm. gładkich, kom mioepitelialne, fibroblasty, kom śródbłonka
rola tratwy lipidowej
regulacja sygnalizacji międzykom poprzez zagęszczanie lub rozrzedzanie domen kom zawierających białka uczestniczące w wymianie i transdukcji info
transport bierny prosty - co dyfunduje?
rozpuszczalniki organiczne (alko, benzen), hormony steroidowe, niektóre leki, O2, CO2, N2, mocznik
transport ułatwiony (zgodnie z gradientem, ale uczestniczą białka kanałowe/nośnikowe) - co przechodzi?
aminokwasy, cukry, jony z otoczką hydrofilową
białka kanałowe występują jako kanały jonowe oraz kanały wodne - podział ze względu na działający bodziec
> otwierane ligandem - pozostają otwarte do momentu dysocjacji ligandu od białka kanałowego, ligandami najczęściej są neuroprzekaźniki (w błonach postsynaptycznych neuronów, zmiana kształtu umożliwia przepływ jonów) lub nukleotydy (np. cGMP w czopkach siatkówki)
otwierane mechanicznie - bodziec mechaniczny otwiera kanał i umożliwia napływ jonów (np. kom rzęsate ucha wew)
otwierane białkiem G - interakcja między białkiem receptorowym a kompleksem białka G
otwierane zmianą potencjału błonowego - kanały sodowe przy impulsie nerwowym
co robią białka nośnikowe?
wiążą transportowane cząst po jednej stronie błony i uwalniają je po przeciwnej
czym jest uniport, symport i antyport?
uniport - transport jednej cząst
symport - transport 2 cząst w tym samym kierunku
antyport - 1 cząsteczka w jedną stronę, 1 cząst w przeciwną
co to transport aktywny?
przenoszenie cząst przez błony wbrew gradientowi i przy użyciu energii z hydrolizy ATP
jaki jest skutek działania pomp?
nierównomierne rozmieszczenie jonów i ładunków elektrycznych po obu stronach błony
budowa N+-K+-ATP-azy + typ transportu z nią związany
większa podjednostka alfa (wiąże ATP), mniejsza podjednostka beta
transport aktywny pierwotny
jakie jony i gdzie transportuje pompa sodowo-potasowa?
3 jony Na na zewnątrz kom, 2 jony K do wewnątrz kom
co umożliwia przeniesienie jonów K?
defosforylacja powodująca zmianę konformacji
co to transport aktywny wtórny?
transport akt pierwotny wytwarza gradient elektrochemiczny, który daje energię umożliwiającą transport jonów/cząst w kierunku przeciwnym do gradientu
czym jest endocytoza?
aktywny transport substancji do wnętrza kom przy udziale ENDOSOMÓW (obłonionych pęcherzyków)
jakie są rodzaje endocytozy? (2)
pinocytoza - transport substancji płynnych
fagocytoza - transport ciał stałych
co to są pinosomy?
to pęcherzyki pinocytarne tworzące się na pow kom zawierające płyn z otoczenia kom z rozpuszczonymi substancjami
co to jest transcytoza?
odmiana pinocytozy, pęcherzyki przechodzą przez cytoplazmę w formie niezmienionej i są uwalniane na przeciwległej pow kom (charakterystyczne dla kom śródbłonka)
co to są fagosomy?
duże pęcherzyki powstałe wskutek łączenia się wypustek cytoplazmy, które otaczają substancje stale przylegające do pow kom
jakie substancje są selektywnie pobierane za pomocą endocytozy przy udziale receptorów?
lipoproteidy, cholesterol, czynniki wzrostu, hormony, wirusy
czym jest dołek okryty?
to zagłębienie w błonie (w miejscu wiązania ligandu) pokryte białkiem klatryną
co to pęcherzyk okryty/endosom?
to dołki okryte wgłębione w cytoplazmę zawierające kompleksy receptor-ligand
co to jest recyrkulacja receptorów?
zjawisko, w którym w środowisku kwaśnym receptory oddzielają się od związanych cząsteczek i w specjalnych pęcherzykach powracają na pow błony kom, gdzie następuje ich ponowne wykorzystanie
czym jest egzocytoza?
wydzielenie poza kom zawartości z cytoplazmy w formie pęcherzyków z jednoczesną fuzją błony pęcherzyka i błony kom (dzięki kompleksowi fuzyjnemu)
rodzaje egzocytozy (2)
> konstytutywna - transport i uwalnianie zachodzi w sposób ciągły, niezależnie od czynników zew
regulowana - zachodzi wskutek działania określonych bodźców (np. wiązanie hormonów, neuromediatorów, przeciwciał)
rodzaje receptorów cząst sygnalizacyjnych (2)
> receptory śródkomórkowe - wiążą hydrofobowe cząst sygnalizacyjne, które z łatwością pokonują barierę błony kom (hormony steroidowe i tarczycy, pochodne wit. A) i łączą się z receptorami cytoplazmatycznymi
receptory błonowe = glikoproteidy - rozpoznają cząst zbyt duże lub zbyt hydrofilowe, aby pokonać warstwę lipidową
za co są odpowiedzialne szlaki sygnalizacyjne (5)
- kontrola przepuszczalności błony kom (wpływ na konformację białek kanałowych)
- regulacja transportu do kom innych cząst
- interakcja składników macierzy pozakom i sąsiednich kom z cytoszkieletem poprzez integryny (białka transbłonowe)
- transfer info do cytoplazmy poprzez aktywację wtórnych przekaźników
- przenikanie do kom patogenów naśladujących inne ligandy
rodzaje receptorów błonowych (4)
RECEPTORY:
- związane z białkami kanałowymi - kanały jonowe otwierane przez wiązanie neuroprzekaźników — związanie cząst powoduje otwarcie kanału, np. receptory nikotyno-acetylocholinowe
- katalityczne - białka transbłonowe — domena pozakom wiąże ligand, domena cytoplazmatyczna wykazuje aktywność kinazy tyrozynowej, np. receptory nabłonkowego czynnika wzrostu (EGF)
- cytokin - multimeryczne receptory — mamy domeny transbłonową, dużą pozakomórkową wiążącą cytokiny oraz białkową cytoplazmatyczną wiążącą białka regulatorowe, np. kinaza tyrozynowa
- związane z białkiem G - białka transbłonowe związane z kanałami jonowymi lub enzymami pow błony kom — wiąże wiele różnych cząst sygnałowych, aktywacja przez ligand powoduje interakcje z białkiem G, co uruchamia wtórne przekaźniki (najczęściej cAMP i Ca2+
czym jest białko G?
białko regulatorowe wiążące GTP
co to jest cytosol?
silnie uwodniony żel zawierający białka, metabolity, cukry proste, kwasy tłuszczowe, makrocząsteczki, sole mineralne
składnik cytoplazmy
składniki cytoszkieletu (3)
mikrotubule, mikrofilamenty, filamenty pośrednie
co to mikrotubule?
to spolaryzowane rurki o średnicy 25 nm, złożone z 13 protofilamentów, które są zbudowane z białkowych heterodimerów α- i β-tubuliny (które w obecności GTP polimeryzują i tworzą protofilamenty)
gdzie jest początek powstawania mikrotubul?
w centrum organizacji mikrotubul (MTOC)
rodzaje mikrotubul (2)
> labilne - czasowo pojawiające się w organizacji wrzeciona podziałowego
stabilne - budują centriole, aksonemę (aparat ruchowy) rzęsek i witek oraz neurotubule
jakie są i co się dzieje w biegunach mikrotubul?
w biegunie “+” przewaga szybko dokonującej się polimeryzacji (warunek: wysokie stęż. wolnej tubuliny i niskie stęż. Ca2+)
w biegunie “-“ przewaga wolno zachodzącej depolimeryzacji (warunek: hydroliza GTP)
co robią białka MAPs towarzyszące mikrotubulom?
> stabilizują mikrotubule, hamując ich depolimeryzację, oraz biorą udział w ATP-zależnym transporcie organelli i pęcherzyków (kinezyna, dyneina)
wspólnie z mikrotubulami wpływają na kształt kom, rozpieszczenie organelli oraz uczestniczą w budowie aksonemy i ciałek podstawnych, rzęsek i witek, centrosomu i wrzeciona podziałowego
jaki jest wpływ alkaloidów na mikrotubule wrzeciona podziałowego?
> taksol - stabilizuje strukturę
kolchicyna, winblastyna, winkrystyna - nie dopuszczają do polimeryzacji
uniemożliwiają ich wytworzenie, hamując tym samym podział kom
co to centriole?
to cylindryczne struktury zbudowane z 9 tripletów mikrotubul koncentrycznie rozmieszczonych na kształt turbiny (triplety powiązane są białkami fibrylarnymi), a do wnętrza centrioli dochodzą włókienka białkowe wiążące Ca2+
co to centrosom?
centriola wtórna (prostopadła) + białkowy materiał pericentriolarny
rola centrosomu
inicjuje polimeryzacje mikrotubul, buduje ciałka podstawowe wici i rzęsek
Co zalicza się do wtrętów cytoplazmatycznych?
Glikogen, lipidy, twory krystaliczne, wtręty barwnikowe
Jak w mikroskopie świetlnym można wykazać obecność ziarenek glikogenu w cytoplazmie?
Ich obecność można wykazać w mikroskopie świetlnym za pomocą reakcji PAS. W mikroskopie elektronowym glikogen uwidacznia się w postaci skupisk tworzących tzw. rozety.
W jakiej postaci na terenie cytoplazmy występują lipidy?
Na terenie cytoplazmy występują w postaci nieobłonionych kropel, które w przypadku komórek tłuszczowych zlewają się w jedną dużą kroplę wypełniającą prawie całą komórkę.
W jakich komórkach występują twory krystaliczne?
W komórkach śródmiąższowych jądra.
Budowa tworów krystalicznych
Są to struktury o regularnej budowie, składają się z włókiennego białkowych ułożonych rownolegle lub prostopadle.
Wtręty barwnikowe
Występują w podharcmistrz ziarenek w cytoplazmie komórek skory (melanocytow, keranocytow) i włosów, nadając im zabarwienie.
W jakiej formie pojawiają się wtręty barwnikowe w komórkach mięśniowych serca i wątroby?
Pojawiają się jako produkt degradacji i starzenia.
Czego przykładem są ziarenka lipofuscyny?
Wtrętów barwnikowych
Czym charakteryzuje się faza G1?
Charakteryzuje się nasileniem procesów anabolicznych - m.in. synteza błon organelli komórkowych, zwiększenie liczby mitochondriów i peroksysomow.
Co się dzieje z komórkami niezdolnymi do przejścia punktu restrykcyjnego?
Przechodzą do fazy G0.
z czego są zbudowane mikrofilamenty aktynowe?
z 2 oplatających się łańcuchów aktynowych (F-aktyna), a każdy łańcuch powstaje podczas polimeryzacji białkowych monomerów G-aktyny
co to mikrofilamenty aktynowe?
spolaryzowana “nitka” o średnicy 6 nm, DYNAMICZNA NIESTABILNOŚĆ
od czego zależy proces polimeryzacji mikrofilamentów aktynowych?
od obecności wolnej aktyny, jonów Ca2+ i jest inicjowany przyłączeniem ATP do aktyny (hydroliza ATP rozpoczyna depolimeryzację)
rola spektryny i ankiryny
łączą filamenty aktynowe z integrynami, tworząc szkielet podtrzymujący błonę kom
rola filaminy
sieciuje filamenty aktynowe, które tworząc warstwę korową cytoplazmy, chronią kom przed urazami mech
rola żelsoliny
zwiększa płynność cytoplazmy poprzez fragmentację sieci filamentów aktynowych
rola miozyny
przemieszczanie się kom za pomocą pseudopodiów (miozyna I), transport wewnątrzkom (miozyna V), skurcz kom mięśniowych (miozyna II), podział kom
rola fibryny, α-aktyniny i fascyny
sieciują filamenty aktynowe w równoległe pęczki, które tworzą zrąb mikrokosmków i stereociliów
budowa filamentów pośrednich
zbudowane z białek firbylarnych (domeny globularne na końcach, domena włóknista w środku), średnica 10 nm, nie wykazują biegunowości, struktury stałe (nie podlegają procesom depolimeryzacji)
rola domeny włóknistej (filamenty pośrednie)
umożliwia agregację białek, konstruując splecione boczne dimery
gdzie znajdziemy filamenty pośrednie?
w cytoplazmie jako sieć otaczająca jądro lub jako pęczki biegnące na obwód kom (łączą się z białkami transbłonowymi)
rola filamentów pośrednich
odporność mech, kształt kom, wzmacnianie wypustek cytoplazmatycznych
jakie białka pozwalają filamentom pośrednim na tworzenie sieci/pęczków?
filagryna, synamina, plektyna, plakiny
rodzaje filamentów pośrednich (6)
FILAMENTY
- keratynowe - swoiste dla kom nabłonkowych, budują je heterodimery cytokeratyn typu I (białka kwaśne) i cytokeratyn typu II (obojętne i zasadowe)
- wimentynowe i wimentynopodobne - w tkance łącznej, budowa: homodimery wimentyny/heterodimery wimentyny i białka
- desminowe - m. gładkie, linie Z włókien m. szkieletowych, budowa: desmina, wimentyna
- gliofilamenty - kom. glejowe, budowa: GFAP, wimentyna
- neurofilamenty - aksony i dendryty, budowa: NF-L (do 70 kDa)/NF-M (do 110 kDa)/NF-H (do 150 kDa), α-interneksyna
- laminy jądrowe - we wszystkich kom jądrzastych, 5 typów lamin: A, C, B1, B2 i B3, białka te to miejsca przyczepu heterochromatyny, a także tworzą blaszkę jądrową
co powoduje nieprawidłowa budowa lamin A i C?
deformacja otoczki jądrowej kom m. szkieletowych i m. sercowego oraz kom nerwowych
co to polirybosomy?
rybosomy powiązane nicią mRNA występujące luźno w cytoplazmie lub przy błonie siateczki śródplazmatycznej lub zew błonie otoczki jądrowej
co to ergastoplazma?
obszary kom zawierające duże ilości rybosomów
role podjednostek rybosomów
mała - dopasowuje tRNA do kodonów mRNA
duża - wytworzenie w. peptydowych, elongacja
jakie białka przez jakie rybosomy są produkowane?
> białka na potrzeby własne - rybosomy cytoplazmatyczne
> białka na eksport, enzymy lizosomalne, białkowe składniki cytomembran i organelli - rybosomy związane z siateczką
jak zorganizowana jest siateczka śródplazmatyczna?
to system kanalików i cystern ograniczonych błoną
co jest wewnątrz siateczki śródplazmatycznej?
woda, elektrolity xd
rodzaje siateczki śródplazmatycznej (2)
szorstka/ziarnista, gładka
jakie białka znajdziemy na błonie siateczki szorstkiej?
> białko dokujące - receptor błonowy rozpoznający cząst SRP, która przyłączona jest do dużej podj rybosomu
ryboforyny - białka przytwierdzające dużą podj do błony po odłączeniu SRP
enzymy modyfikujące syntetyzowany peptyd (w świetle cystern odcinany jest peptyd sygnałowy)
gdzie jest dużo siateczki szorstkiej?
w kom intensywnie syntetyzujących białka!
gdzie znajdziemy siateczkę gładką w kom?
cz. obwodowa cytoplazmy jako skomplikowany system anastomozujących kanalików
co się dzieje na siateczce gładkiej?
synteza lipidów, etapy syntezy i przemiany hormonów steroidowych, przemiana glukozy, segregacja i modyfikacja białek, detoksykacja toksyn, magazynuje glikogen i lipidy (wow całkiem dużo)
gdzie jest dużo siateczki gładkiej?
w kom wytwarzających hormony steroidowe! (np. kom kory nadnerczy, jądra, jajników)
co to siateczka sarkoplazmatyczna?
specjalny typ siateczki gładkiej, występuje we włóknach mięśniowych i magazynuje jony Ca2+
w jakich kom AG jest dobrze rozwinięty?
w kom wydzielniczych
budowa AG
to struktura utworzona ze spłaszczonych , ułożonych równolegle cystern i towarzyszących im pęcherzyków
co to diktiosom?
to 5-8 spłaszczonych cystern
jeden lub wiele diktiosomów tworzy AG
co oznaczają terminy cysterny cis i trans? co jest między nimi?
cysterny cis - cysterny bliżej jądra (biegun formowania)
cysterny trans - cysterny dalej od jądra (biegun dojrzewania)
między nimi - cysterny pośrednie
jaka jest zawartość cystern cis i trans?
cysterny cis - enzymy N-acetyloglukozaminotransferaza
trans - transferaza galaktozowa i sialowa
co to pęcherzyki transportujące?
pęcherzyki dookoła cystern AG, transportują błony między siateczką, diktiosomami i błoną kom lub inne substancje z siateczki
skąd, dokąd i jakie białka są odpowiedzialne za transport pęcherzyków?
DYNEINA transportuje z siateczki do bieguna cis
KINEZYNA transportuje z bieguna cis do siateczki
KINEZYNA/KOMPLEKS MIOZYNA II - FILAMENTY AKTYNOWE transportuje z bieguna trans
co to pęcherzyki opłaszczone?
to nowopowstałe pęcherzyki transportujące, opłaszczenie pochodzi od koatomerów (umożliwiają oderwanie od błon)
rola białek COP i COP II
opłaszczają pęcherzyki biorące udział w transporcie nieselektywnym między siateczką szorstką a biegunem cis / między diktiosomami AG / między biegunem trans a błoną kom
rola klatryny
opłaszcza pęcherzyki na biegunie trans
co to pęcherzyki hydrolazowe lub wakuole zagęszczone?
pęcherzyki odrywające się od bieguna trans, pęcherzyki hydrolazowe - hydrolazy lizosomalne zostają na początku oddzielone od innych białek
rola cystern cis i pośrednich
> uczestniczą w modyfikacji białek i lipidów poprzez dołączanie grup funkcyjnych
rola cystern trans
rozdzielają zawartość cystern od pęcherzyków: osobno enzymy lizosomalne, osobno substancje przeznaczone do wydzielenia
rola AG
> uczestniczy w przebudowie i recyrkulacji błon
modyfikuje, sortuje i pakuje w pęcherzyki substancje
wytwarza lizosomy
budowa peroksysomu
kulisty pęcherzyk z pojedynczą błoną, zawiera ok. 50 enzymów oksydacyjnych, NIE łączy się z innymi pęcherzykami
funkcja peroksysomów
unieczynnianie toksycznych substancji za pomocą KATALAZY
co robi katalaza?
> rozkłada nadmiar H2O2
bierze udział w β-oksydacji długołańcuchowych kw tłuszczowych
bierze udział w syntezie niektórych lipidów i ich pochodnych
bierze udział w syntezie plazmalogenów
co to proteasomy?
to zbudowane z białek organelle o cylindrycznym kształcie w cytoplazmie i w jądrze kom
funkcja proteasomów
> pozalizosomalna hydroliza uszkodzonych/niepoprawnie złożonych białek (konieczna ubikwityna!)
zapobiegają akumulacji nieprawidłowych białek
regulują cykl kom i różnicowanie kom
rozkładają wybrane antygeny do peptydów
co to lizosomy?
to otoczone błoną pęcherzyki powstałe przez fuzję pęcherzyków hydrolazowych z innymi pęcherzykami zawierającymi materiał do strawienia
rola lizosomów
> odpowiadają za procesy rozkładu związków wielkocząsteczkowych przy udziale enzymów hydrolitycznych działających w kwaśnym pH
przebudowa struktur komórkowych
usuwanie zużytych/uszkodzonych organelli
co robi pompa protonowa w błonie lizosomów?
umożliwia utrzymanie niskiego pH, aby pracowały hydrolazy
co robią glikoproteiny w lizosomach?
dzięki nim błona jest nieprzepuszczalna dla enzymów lizosomalnych (ochrona przed samostrawieniem)
glikoproteiny A i B umożliwiają transport produktów trawienia
rodzaje lizosomów wtórnych/trawiących (4)
heterolizosomy, autolizosomy, ciała wielopęcherzykowe, ciała resztkowe
czym są heterolizosomy?
powstają w wyniku fuzji lizosomów pierwotnych z endosomami zwierającymi mat pozakom
co trawią autolizosomy?
trawią mat własny kom
co trawią ciała wielopęcherzykowe?
nadmiar błon kom
co zawierają ciała resztkowe?
niestrawiony mat, np. lipidy
grupy hydrolaz (3) w lizosomach
- esterazy - hydrolizują w. estrowe tłuszczów i kw nukleinowych lub w. fosforanowe w nukleotydach — np. lipazy, nukleazy
- peptydazy - rozczepiają w. peptydowe
- glikozydazy - hydrolizują w. glikozydowe
budowa mitochondriów
otoczone 2 błonami, wnętrze wypełnione macierzą mitochondrialną
charakterystyka błony wew mitochondrium
> zwiększa swoją pow, wpuklając się do środka - GRZEBIENIE
grzebienie o kształcie: blaszek - mitochondria blaszkowate, rurek - mitochondria tabularne
zawiera duże ilości kardiolipiny = nieprzepuszczalna dla małych jonów!!!! = możliwe utworzenie gradientu, od którego zależy synteza ATP
ma 3 grupy białek: transportujące metabolity, kompleks enzymów łańcucha oddechowego, kompleks białek budujących syntetazę ATP (grzybki mitochondrialne)
charakterystyka błony zew mitochondrium
> zawiera białka transportowe (poryny)
rola sita molekularnego (łatwo przepuszcza jony, substraty oddechowe, nukleotydy adeninowe)
ma receptory dla białek mitochondrialnych
jakie jest pH w przestrzeni międzybłonowej w mitochondrium?
niskie, bo dużo jonów H+
co zawiera macierz mitochondrialna?
> enzymy do β-oksydacji kw tłuszczowych i enzymy cyklu Krebsa
autonomiczny układ syntetyzujący białka: koliste mitochondrialne DNA, rybosomy, enzymy
złogi fosforanów wapnia Ca i magnezu Mg = ziarna mitochondrialne
chaperony = białka opiekuńcze
ile białek błony wew mitochondria syntetyzują samodzielnie?
13
jakie procesy zachodzą w mitochondrium?
> przemiana kw pirogronowego, utlenianie krótkich łańcuchów kw tłuszczowych do acetylo-CoA, cykl Krebsa, łańcuch oddechowy
mitochondria biorą udział w apoptozie (uwolnienie prokaspazy-2, -3, i -9)
odpowiedzialne za steroidogenezę
Komórki dwujądrzaste
Niektóre komórki wątroby i chrząstki
Komórki wielojądrzaste
Osteoklasty, komórki szpiku
Komórki pozbawione jąder
Erytrocyty, włókna soczewki oka, rogowaciejące komórki naskórka
W jakich komórkach występują jądra kuliste?
W komórkach sześciennych i wielobocznych.
W jakich komórkach występują jądra wydłużone?
Komórki walcowate lub wrzecionowate.
W jakich komórkach występują jądra segmentowane?
Monocyty, granulocyty
Kiedy widoczne są największe, a kiedy najmniejsze jądra?
Największe jara da widoczne tuż przed podziałem komórki, a najmniejsze po podziale.
Blaszka jądrowa
Nadaje kształt kadru i zapewnia ochronę mechaniczną wewnętrznej błonie jądrowej. Łączy błonę jądrowa z wewnętrznymi strukturami szkieletowymi jadą oraz uczestniczy w organizacji strukturalnej chromatyny.
Składniki blaszki jądrowej
Laminy (A, B, C) białka filamentów pośrednich typu V.
Białka integralne przytwierdzające elementy blaszki jądrowej do błony wewnętrznej otoczki jądrowej
Receptory laminy B (LBR), białka LAP1, LAP2, MAN1, emeryna oraz nespryna
Co tworzą nukleoporyny ograniczając od wewnątrz pory otoczki jądrowej?
Kompleks poru jądrowego
Jak zorganizowane są białka poru jądrowego?
W dwa pierścienie obwodowe - cytoplazmatyczny i jądrowy - i zlokalizowany centralnie pierścień środkowy ograniczający kanał centralny.
Jak białka pierścieni obwodowych są połączone ziarnami środkowymi?
Poprzez szprychowato rozchodzące się delikatne włókienną białkowe.
Za co odpowiadają pory otoczki jądrowej?
Pory otoczki jądrowej odpowiadają za wymianę makrocząsteczek między jądrem a cytoplazmą.
Co musza zawierać białka kierowane do jądra?
Białka kierowane do jądra musza zawierać sygnał lokalizacji jądrowej NLS (nuclear localization signal).
Białka receptorowe rozpoznające sekwencje NLS i dokujące białko z taką sekwencją w kompleksie poru jądrowego to:
importyny, transportyny i białka Ran
Jaka sekwencje posiadają białka eksportowane z jądra do cytoplazmy i przez co jest ona rozpoznawana?
Białka eksportowane z jądra do cytoplazmy po siadają sekwencję sygnałową NES (nuclear export signal), sekwencję aminokwasów rozpoznawaną przez białka receptorowe - eksportyny.
Jaki sygnał posiadają białka stale obecne w jądrze komórkowym?
Niektóre białka jądrowe posiadają sygnał zatrzymania w jądrze NRS (nuclear retention signal), warunkujący ich stałą obecność w obszarze jądra komórkowego.
Gdzie znajduje się powtarzalny, a gdzie niepowtarzalny DNA?
Powtarzalny DNA wchodzi w skład satelitarnego DNA, a niepowtarzalny buduje DNA głównej frakcji.
Funkcje satelitarnego DNA
Satelitarny DNA zawiera geny podlegające transkrypcji na rRNA i tRNA, uczestniczy w stabilizacji struktuy chromosomów oraz w koniugacji chromosomów i Crossing over podczas mejozy.
DNA głównej frakcji
DNA głównej frakcji zawiera sekwencje nukleotydów podlegające transkrypcji na hn RNA (heterogenny RNA), które po wycięciu intronów i zespoleniu egzonów tworzą mRNA podlegający translacji.
Histony bogate w lizynę
H1
Histony średnio bogate w lizynę
H2A i H2B
Histony bogate w argininę
H3 i H4
Jaki histonnjest najbardziej stabilny, a jaki najbardziej różnorodny?
Najbardziej stabilną strukturę posiada histon H4, najbardziej różnorodny pod względem struktury jest histon HI.
Na jakie grupy można podzielić białka niehistonowe?
Białka niehistonowe można podzielić na trzy grupy: strukturalne, enzymatyczne i regulatorowe.
Białka strukturalne
Białka strukturalne odpowiadają za przestrzenną organizację chromatyny i jej przemieszczanie się w obrębie jądra. Przykładem są białka włókienkowe matryny i matycyny oraz laminy śródjądrowe.
Białka enzymatyczne
Białka enzymatyczne uczestniczą w przemianach kwasów nukleinowych i histonów.
Występują przeważnie w kompleksach rybonukleoproteinowych, tworząc struktury widoczne w mikroskopie elektronowym jako ziarna i włókna perichromatyny lub interchromatyny.
Elementy te są morfologicznym wykładnikiem procesów transkypcji dojrzewania i transportu kwasów rybonukleinowych.
Białka regulatorowe
Białka regulatorowe (np. czynniki transkypcyjne) wpływają na stopień ekspresji poszczególnych genów, są specyficzne komórkowo i narządowo.
Rdzeń nukleosomu
Histony tworzą rdzeń nukleosomu, na któy nawinięta jest 2-krotnie nić DNA o grubości 2 nm odpowiadająca długością 146 parom nukleoydów.
Odcinki łączące
Sąsiednie nukleosomy łączy oddnek DNA zbudowany z ok. 60 par nukleotydów. Odcinkom łączącym towarzyszy histon H I, który spina początkowe i końcowe fragmenty DNA nuklesomu.
Jak powstają solenoidy?
Solenoidy powstają w wyniku spiralizacji nukleofilamentów lub tworzone są przez układające się przeciwbieżnie jeden obok drugiego nukleofilamenty.
System spętlonych domen
Włókna 30 nm z udziałem białek niehistonowych są pakowane w system spętlonych domen. Spętlone domeny mają średnicę ok. 300 nm, a każda z pętli zawiera od 20 000 do 100 000 par zasad.
Jakie włókna są podstawową strukturą chromatyny w jądrze interfazowym?
Włókna 30-nanometrowe są podstawową strukturą chromatyny w jądrze interfazowym.
Co odzwierciedla naprzemienne ułożenie prążków w chromosomach?
Chromosomy w późnej profazie i w metafazie odpowiednio wybarwione wykazują obecność naprzemiennie ułożonych prążków jasnych (R) i ciemnych (G), co odzwierciedla różnice wynikające z nagromadzenia pętli i domen.
Jakie kompleksy uczestniczą w upakowanie chromosomów?
W upakowaniu chromosomów uczestniczą wieloenzymatyczne kompleksy białek zwane kondensynami.
Topoizomeraza II
Enzym jądrowy topoizomeraza II, rozplątując DNA, za bezpiecza chromatynę przed nieodwracalnym splątaniem podczas kondensacji w chromosomy.
Heterochromatyna konstytutywna
Heterochromatyna konstytutywna - zawiera satelitarny DNA o wysoce powtarzalnych sekwencjach nukleoydów, nie zawiera zaś genów struktuy, przez co nie podlega translacji. W chromosomach mitotycznych występuje w pobliżu centromerów, w chromosomach akrocentycznych tworzy sateliy, a w chromosomie Y - jego długie ramię.
Heterochromatyna fakultatywna
Heterochromatyna fakultatywna - euchromatyna czasowo zrepresowana, zawiera geny struktuy niepodlegające w danej chwili transkrypcji. Charakteryzuje się zmiennym stopniem kondensacji, a obecna jest w różnych odcinkach chromosomów. Najbardziej znanym przykładem heterochromatyny fakultatywnej jest ciałko Barra, reprezentujące u kobiet nieczynny chromosom X.
Jąderka cechują się
Cechują się zmiennością kształtu i wielkości oraz występują w różnej liczbie, co jest zależne od stanu funkcjonalnego komórki oraz dynamiki w czasie cyklu komórkowego.
Funkcja jąderka
Jąderka są miejscem syntezy rybosomalnego RNA i formowania podjednostek rybosomów - proces ten obejmuje kilka etapów i ma odzwierciedlenie w organizacji strukturalnej jąderka.
Jąderka zanikają w profazie podziałów komórkowych i odtwarzają się pod koniec telofazy w swoistych rejonach
NOR, nucleoar organizing center, chromosomów jąderkotwórczych
W budowie jąderka można wyróżnić trzy zasadnicze przedziały:
Centrum włókniste
Gęsty składnik włóknisty
Składnik ziarnisty
Centrum włókniste
Centrum włókniste - utwrorzone przez chromatynę jąderkową oraz białka uczestniczące w transkrypcji, jak polimeraza RNA I i cząsteczki rozpoznające sygnał RNA (SRP, signal recognition particie).
Gęsty składnik włóknisty
Gęsty składnik włóknisty - utwrorzony przez powstające na matycy rDNA cząsteczki pre-rRNA oraz białka: fibrylarnę i nukleolinę, uczestniczące w jego przetwarzaniu w rRNA.
Składnik ziarnisty
Utworzony z ziaren (o średnicy ok 15nm)rozmieszczonych równomiernie na obszarze jąderka lub występujących w wyraźnych skupieniach przedzielonych wakuolami. Ziarna zbudowane są z rybonukleoprotein i stanowią prekursory podjednostek rybosomów .
Ze składnikiem ziarnistym związane jest białko nieuczestniczące w biogenezie rybosomów:
Nukleostemina
Nukleostemina
Białko to wraz z nukleoliną uczestniczy w transporcie prekursorów podjednostek rybosomów z obszaru jąderka do jądra.
Cykl cytoplazmatyczny
Cykl cytoplazmatyczny, w którym ma miejsce sekwencyjna aktywacja zależnych od cyklin kinaz białkowych (Cdk) w obecności speyficznych cyklin.
Cykl jądrowy
Cykl jądrowy, podczas którego zachodzi replikacja DNA i kondensacja materiału genetycznego w chromosomy.
Cykl centrosomowy
Cykl centrosomowy, który obejmuje duplikację centrioli oraz proces mobilizacji białek niezbędnych do wytworzenia wrzeciona kariokinetycznego. Nieprawidłowość w nukleacji mikrotubul lub brak połączenia mikrotubul z centromeram i chromosomów prowadzi do zatrzymania cyklu w fazie G2-M i skierowania komórek na drogę programowanej śmierd (apoptoza).
Mechanizm działania kinaz
Mechanizm działania większości kinaz polega na fosforylacji lub defosfotylacji reszt tyrozynowych lub tyraminowych białek substratowych. Najczęściej są to białka jądrowe, takie jak: histony, białka blaszki jądrowrej czy białka towarzyszące mikrotubulom .
Pierwszy punkt restrykcyjny
Pokonanie pierwszego punktu restykyjnego (przejśde z fazy G. do S) jest zależne od powita nia kompleksu cyklina G1 - lub cyklina D-Cdk2 (nazywanego też kinazą startową). Przejśde tego punktu inicjuje wejście komórki w fazę S aktywacją enzymów związanych z syntezą DNA.
Drugi punkt restrykcyjny
Stopniowy wzrost stężenia w fazie G2 kompleksów mitotyczna cyklina B-Cdk2 (określa na też jako czynnik promująy mitozy - MPP) umożliwia przekroczenie drugiego punktu restykyjnego i zainicjowanie mitozy. Morfologicznie przejawia się to kondensacją chromatyny, zanikiem otoczki jądrowrej i wytworzeniem wrzeciona kariokinetycznego.
Inicjacja zakończenia mitozy
Zakończenie mitozy, a następnie wejście komórek w fazę G1, są zainicjowane poprzez proteosomową degradacje cykliny B.
Czynniki zewnątrzkomórkowej kontrolujące cykl komórkowy
Hormony
Czynniki wzrostu
Bezpośrednie oddziaływanie komórek między sobą
Oddziaływania komórek z macierzą pozakomórkową
Zewnętrzne strategie hamujące proliferacje komórek
1) Ograniczenie działania czynników mitogennych, jak czynniki wzrostu komórek
2) Poprzez geny regulatorowe hamujące proliferację komórek. Geny te, nazywane genami supresorowymi nowotworów (antyonkogenami), kontrolują prawidłową proliferację komórek.
Czynniki wzrostu komórek
płytkopochodny czynnik wzrostu (PDGF), nabłonkowy czynnik wzrostu (EGF), czynnik wzrostu fibroblastów (PGF)
Przykładowe antyonkogeny
Przykładem antyonkogenów są geny kodujące białka Rb i p53.
Inaktywacja kompleksu cyklina mitotyczna
Inaktywacja kompleksu cyklina mitotyczna - Cdk2 zachodzi poprzez rozkład cykliny mitotycznej jako skutek zahamowania fosforylacji białka i szybkie usunięcie grup fosforanowych poprzez specyficzne fosfatazy.
Pierwszy podział mejotyczny
Podział redukcyjny
Drugi podział mejotyczny
Podział ekwacyjny
Mikrotubule kinetochorowe
Łącza centriole z chromatydami
Mikrotubule biegunowe
Łącza dwie przeciwległe centriole
Mikrotubule gwiaździste
Promieniście odchodzą od każdego z centrosomów i odpowiadające za przytwierdzenie wrzeciona w korze komórki.
Nukleacja mikrotubul w oparciu o centrosom
Nukleacja mikrotubul w oparciu o centrosom prowadzi do polaryzacji mikrotubul na wolno rosnące końce minus skierowane do biegunów komórki i szybko rosnące końce plus rosnące w kierunku środkowej części chromosomu, nazywanej centromerem.
Kohezyny
Rozdziałowi chromatyd podczas anafazy zapobiegają złożone z wielu podjednostek białka kohezyny. Z początkiem anafazy dochodzi do rozkładu kohezyn, co umożliwia rozdział chromatyd. Nieprawidłowa funkcja kohezyn jest przyczyną nondysjunkcji prowadzącej do wrodzonych wad genetycznych wynikających z nieprawidłowej liczby chromosomów (aneuploidia).
Dyneina
Dyneina (białko mechanoenzymatyczne o właśdwoódach ATP-azy) obecna w kinetochorach przesuwa się wzdłuż mikrotubul, pociągając za sobą chromatydy w kierunku biegunów komórki.
Kinezyna
W czasie ruchu chromosomów mikrotubule biegunowe wydłużają się i jednocześnie od pychają wzajemnie dzięki interakcji z kinezyną, w efekcie oddalając od siebie bieguny komórki.
Cytokineza —> powstanie bruzdy podziałowej
Interakcja filamentów aktynowych z miozyną II powoduje wpuklenie błony komórkowej i powstanie bruzdy podziałowej.
Ciałko środkowe (cytokineza)
Mikrotubule wrzeciona kariokinetycznego obecne w cytoplazmie łączącej nierozdzielone jeszcze komórki formują struktuy określanejako ciałko środkowe (midbody).
Laminopatie
Zaburzenie sekwencji dezorganizacji i reorganizacji otoczki jądrowej w wyniku mutacji jest przyczyną chorób o podłożu genetycznym nazywanych laminopatiami.
Nekroza
- przebiega w sposób niekontrolowany
- jest następstwem mechanicznego uszkodzenia komórek oraz tkanek lub działania silnych czynników fizycznych bądź chemicznych (wysoka temperatura, promieniowanie, toksyny) prowadzących do zaburzeń energetycznych
Jakie są skutki nekrozy?
Komórki pęcznieją i tracą ciągłość błony komórkowej —> woda i jony napływają do komórki —> zaburzenia elektrolitowej powodują drastyczny spadek syntezy ATP —> zahamowanie metabolizmu
Uwolnione z lizosomów hydrolazy powodują autolizę i rozpad komórki.
Czy podczas apoptozy dochodzi do utraty integralności komórki - wywołania stanu zapalnego?
Nie
Sygnały inicjujące apoptozę
Uszkodzenie DNA, nieprawidłowe wejścia komórki w fazę S, brak kontaktu z sąsiednimi komórkami lub składnikami macierzy pozakomórkowej, brak w środowisku odpowiednich czynników wzrostu oraz obecność sygnałów śmierci.
Kaspazy
Aktywowane przez sygnały do apoptozy cytoplazmatyczne proteazy cysteinowe.
Hydrolizują specyficzne wiązania peptydowe białek docelowych.
Kaspazy proapoptyczne dzielą się na prokaspazy inicjatorowe (-2, -8, -9, -10) i egzekucyjne (-3, -6, -7).
Aktywne kaspazy egzekucyjne
Degradują szereg białek cytoplazmatycznych oraz aktywują liczne enzymy, jak np. nukleazy, prowadząc do śmierci komórki.
Kaspazy inicjatorowe
Kaspazy inicjatorowe są rekrutowane i aktywowane przez kompleksy sygnałowe śmierci komórki odbierane przez receptory śmierci na powierzchni komórek (szlak zewnątrzpochodny) lub w odpowiedzi na sygnały pochodzące z wnętrza komórek (szlak wewnątrzpochodny).
Szlak zewnątrzpochodny
Szlak zewnątrzpochodny indukuje apoptozę w komórkach docelowych poprzez oddziaływanie z innymi komórkami (limfocyty, komórki NK) lub z wydzielanymi przez nie białkami, jak czynnik martwicy nowotworów ( TNF - alfa), ligand Fas lub białko TRAIL.
Jaki jest warunek odbioru sygnału zewnetrznego wyzwalającego apoptozę?
Obecność w błonie komórkowej specyficznych receptorów o nazwie ,,receptory śmierci”.
Receptory śmierci
Białka transbłonowe, które w części cytoplazmatycznej, zawierają sekwencje aminokwasów zwana domeną śmierci (DD, death domain).
DISC (death-inducing signalling complex)
Białka adapterowe wraz z receptorem, ligandem i prokaspazą-8
Szlak wewnątrzpochodny - inicjacją:
Uszkodzenia DNA
Zaburzenia metaboliczne
Stres oksydacyjny
Działanie leków
—> większość prowadzi do zaburzeń transbłonowego potencjału błon mitochondrialnych
—> uwalnianie do cytoplazmy licznych białek proapoptycznych
Białka proapoptyczne
Cytochrom c Proteaza AIF (apoptosis inducing factor) Endonukleazy
Białka z rodziny Bcl-2 - proapoptyczne
Bax, Bad, Bid
Białka z rodziny Bcl-2 - antyapoptyczne
Bcl-2, Bcl-xL
Apoptosom
Cytochrom c białka SIMPs
Apaf-1
(przy udziale ATP)
Co powoduje proteoliza lamin?
Charakterystyczną dla apoptozy kondensację chromatyny.
Białka cytoszkieletu, które są substratami kaspaz:
Aktyna, gelsolina, fodryna
Autofagia
Autofagia, określana równieżjako II typ programowanej śmierci komórki, jest ewolucyjnie konserwatywnym kontrolowanym genetycznie procesem degradacji białek i organelli komórkowych. W warunkach fizjologicznych występuje w ograniczonym zakresie.
Autofagia jest mechanizmem adaptacji komórek do warunków stresowych który pozwala na przeżycie organizmu. Pełni ona znaczącą rolę w utrzymaniu prawidłowego stanu komórek.
Czynniki aktywujące autofagię:
Niedobór substancji odżywczych
Uszkodzenia komórek przez toksyny
Czynniki indukujące rozwój i różnicowanie
Jaki jest fizjologiczny mechanizm zapewniający prawidłowy proces starzenia się komórek i zapobiegający powstaniu nowotworów?
Gdy telomery stają się zbyt krótkie i nie potrafią utrzymać integralności chromosomu, komórki tracą zdolność do podziałów.
Czego przyczyna jest przyspieszone skracanie telomerów?
Pryrspieszone skracanie się telomerów jest przyczyną dziedzicznego ze społu przyspieszonego starzenia (progeria Hutchinsona-Gilforda).