Semiautonomní organely + Váčkový transport Flashcards
Semiautonomní organely
- mitochondrie, chloroplasty (plastidy = deriváty chloroplastů)
Mitochondrie (matrix, genetický kód, mitochondriální genom)
- protonová pumpa na tvorbu energie
- uvnitř dochází k translaci proteinů
- matrix - něco jako cytoplazma původní α-proteobakterie; v něm DNA mitochondrie
- genetický kód více sofistikovaný než ten jaderný (,,dialekt jaderného genetického kódu)
- podíl na degradaci lipidů, vznik regulovaných přenašečů (pro pohánění protonů v dýchacím řetězci), tvorba CO2, tvorba lipidů
Mitochondriální genom:
-> u lidí je velmi redukovaný - kóduje jen 13 mit. membránových proteinů
-> savčí: kruhová DNA, 37 genů bez intronů, vysoké kopírovací číslo, cca 16 kb
-> rostlinný: cca 200 kb, 50-60 genů - protonové komplexy Tim a Tom
- mitochondrie postupem času stárnou, v mitochondriálním genomu je víc a víc mutací
Chloroplasty
THYLAKOIDY: = membrány, oddělené membránové váčky, - vytvářejí struktury = GRANA - něco jako cytosol tu je taky = STROMA - zrnko škrobu - sklad glukózy - DNA (genomy větší než u mitochondrie) - velmi podobná stavba vnější membrány se sinicemi - protonové komplexy Tic a Toc
Transport proteinů přes membránu - do mitochondrie
- signální sekvence, i více za sebou
- proteinové komplexy TIM a TOM na membráně
- TOM = ,,transporter in outer mitochondrial membrane’’
- nejdřív musí být protein rozeznán svou signální sekvencí (podle své nábojové charakteristiky), která je typicky (+) nabitá -> reakce s (-) nabitými molekulami TOM20 a TOM22 -> dochází k asociaci proteinů teplotního šoku -> rozbalení proteinu do lineárního uspořádání -> přeskočení rozpoznaného proteinu do pórové molekuly TOM40 -> ta pak kontinuálně navazuje na TIM23 a TIM17 -> (+) náboj signální sekvence protein stahuje do matrix (zde (-) náboj) -> sbalování proteinu za asistence dalších proteinů
- transportovat mohou jen AKTIVNÍ mitochondrie
- velký počet proteinů najdeme na MEMBRÁNĚ mitochondrie - signální sekvence proteinu je uprostřed a ne na konci, vstupu se účastní jiné proteinové komplexy TIMu a TOMu
Transport proteinů přes membránu - chloroplasty
- místo Tim a Tom je TIC a TAC, liší se jejich čísla
Nanotubes
- fenomén, malé trubičky, které spojují buňky a umožňují transport mitochondrií
- typicky se to děje do buněk. které mají např. metabolický problém
Mitochondriální dědičnost
- dědí se normálně od matky
- před oplozením se ve spermii na povrch mitochondrií připojí UBIQUITIN, což je návod k degradaci mitochondrie
- v lidském vajíčku je cca 100 000 mitochondrií, které jsou ve váčcích - nemají do oplodnění metabolismus a jsou chráněné
Buněčné jádro + jaderné póry
- 2 membránové vrstvy, vnější pak navazuje na lumen ER
- JADERNÉ PÓRY - protein chce do jádra -> najde jej importovaný receptor -> ten mu pomůže do jádra, odpojí se a jde zpět z jádra ven; to stejné i naopak - z jádra ven
Peroxisomy, pseudokrystaly
- fungují jako unikátní zkumavka, kam jdou nebezpečné látky
- pracuje s peroxidem vodíku (H2O2)
- některých proteinů je tolik, že tvoří psudokrystaly (např. oxidáza urátu)
- mezi jednotlivými membránovými organelami může docházet k dělbě práce, v rostl. buňkách např. mitochondrie + peroxisom + chloroplast
- mohou vznikat jak dělením, tak i de novo z ER: namnožení peroxizomálních proteinů -> vypůjčení váčku -> poté, co se do něj zabudují příslušné proteiny vzniká peroxisom
Jak se ještě mohou transportovat proteiny mezi organelami?
- např. lipidy: tak, že specifický protein ukradne jedné organele z povrchu danou molekulu a přenese ji na povrch jiné organely
- molekuly se mezi organelami mohou transportovat i vychlípením váčku, který poputuje, připojí se k povrchu jiné organely a splyne
Proteinové komponenty vezikulů
= AP2, Clathrin, Dynamin
- Dynamin:
- ,,šťopka’’, nůžky, odštěpuje váček
= velký G protein - po vazbě s GTP zaujmou 1 konformaci, pokud dojde k hydrolýze, konformace se změní = PRUŽINOVÝ EFEKT
Sekreční dráha, recyklace
- ER: COPII - vznik váčků do GA
- GA: COPI
- z plazmatické membrány + pro vznik váčků v trans-Golgi: KLATRIN - endocytóza do GA
- z trans-Golgi 2 váčky - jeden do plazmatické membrány, druhý třeba pozdní endosom -> oba mají svou ,,adresu’’
Existuje možnost RECYKLACE: - ,,molekulová rozešívačka’’ pomocí hydrolýzy GTP oddělí od sebe vSNARE a tSNARE
- 2 komponenty: SNAP - vytvoří komplex se SNAREs; NSF - mechanicky SNAREs od sebe odtrhne
Molekuly SNARE
= vSNARE, tSNARE
vSNARE:
- ,,váčkovité’’
- součásti konkrétního váčku (z trans- Golgi)
- na konkrétním kompartmentu je molekula (,,adresát’’)
tSNARE:
- ,,target SNARE’’
- ,,příjemce’’
- na membráně kompartmentu -> poznají se s vSNARE a asociují -> dojde ke konformační změně -> odtočí se kolem sebe -> zazipují se -> přitáhnou se s váčkem blíž k membráně
- když se k sobě 2 membrány přiblíží, ke splynutí jim vadí hydrofilnost povrchů (mnoho H2O mezi nimi) -> tSNARE s vSNARE mechanicky přitáhnou membrány k sobě (i u některých virů bo mají membránu, např. HIV)
Endoplazmatické retikulum, SAR1
- síťová organela
- translace membránových proteinů a proteinů určených pro transport
- váčky se pohybují pomocí mikrotubulárních motorů
- ER v lumen neutrální pH, postupně se kyselost zvyšuje
- výstupní kontrola pro to, co vystupuje ven
- vstupní kontrola pro to, co přichází
- SAR1 - GDP -> navázaný hydrofóbní úsek, pomocí GEF (guanin-nukleotid-exchange factor) dramaticky změní konformaci -> do membrány strčí hydrofóbní úsek (místo pro připojení dalších složek pro tvorbu váčku), GDP se změní na GTP
Golgiho aparát, sekreční granule
= ,,systém cysteren’’, ,,třídění’’ + různé posttranslační modifikace proteinů
- nejvíc u jádra, ale rozpuštěné po buňce
- neví se, jestli to funguje jako ,,cisterna’’ tvořená několika váčky, které se postupně třídí a nakonec se stejná ,,membrána’’ rozpadne/jsou nějaké dané pevné ,,cisterny’’, do kterých postupně putují váčky s proteiny
- posttranslační modifikace - GLYKOSYLACE
- kontrolní mechanismus když se nějakých protein dostane jinam, pomocí pH se najde a zase se sbalí do váčku a putuje na své správné místo
- SEKREČNÍ GRANULE - postupně se zaměřuje -> přidá se Zn2+ a H+ -> obsah se zahustí -> Ca2+ signál -. splynutí váčku s plazmatickou membránou a vylití obsahu mimo buňku
