C itoskelets 2. tēma

  • View
    53

  • Download
    3

Embed Size (px)

DESCRIPTION

C itoskelets 2. tēma. Citoskelets. Sākot ar pagājušā gadsimta astoņdesmito gadu beigām radās iespēja vizualizēt un plašāk pētīt dzīvās šūnās ( in vivo ) notiekošos procesus. Prokariotu viciņas. - PowerPoint PPT Presentation

Text of C itoskelets 2. tēma

  • Citoskelets 2. tma

  • CitoskeletsSkot ar pagju gadsimta astodesmito gadu beigm rads iespja vizualizt un plak ptt dzvs ns (in vivo) notiekoos procesus.

  • Prokariotu viciasBaktrijas ir kustgi organismi. Ts spj attlinties no vietm ar nepiemrotiem apstkiem, un ts spj prvietoties uz pai labvlgm vietm. Ts rea uz dada veida miskajiem kairinjumiem. Baktriju kustbas, kuras izraisa misko vielu kltbtne, sauc par hemotaksijm. Baktriju kustbas nodroina viciu rotcijas kustba. Viciu diametrs ir tikai 20 nm, tas ir, mazk nek vienas mikrocaurultes diametrs. Eikariotu ns viciu iekien atradsies mikrocaurulu kltis.

  • Prokariotu viciasBaktriju vicias garums ir no 10 - 100 m. Baktriju kustba ir haotiska, ja ts atrodas labvlg vai neitrl vid. Tas ir tpc, ka vicias briem rot pulksterdtja virzien, bet briem pretji. Ja vid pards barbas vielas vai inde, tad baktriju viciu pavedienveida olbaltumvielas izveido klti, kur ts kustas pretji pulkstea rdtja virzienam.

  • Prokariotu viciasSalmonella sp.

  • Prokariotu vicias Gramnegatvajm baktrijm to veido etras gredzenveida struktras. L un P gredzeni ir ieslgti rj membrn, bet S un M gredzeni - plazmatiskaj membrn.

  • Prokariotu viciasie olbaltumvielu diski darbojas ldzgi elektromotoram. Diska rjo dau veido nelielu olbaltumvielu gredzens stators, bet centr atrodasrotors. Gredzena rj daa ir stabili nostiprinta baktriju nas sieni. Rotcijas kustbu eit nodroina nevis elektromagntiskais lauks, bet H+ gradients, kas pastv starp citoplazmu un periplazmatisko telpu.

  • https://www.physics.ox.ac.uk/berry/research/BFM/Starp citoplazmu un rpusi elektriskais potencils ir apmram 150 mV, citoplazm ir zemka Na+ un H+ koncentrcija. Kustgm nm filamenta rotcijas trums ir 1000 Hz.

  • Prokariotu viciasKustbas regul receptoru sistma, kas atrodas baktriju plazmatiskaj membrn. rj membrn ir poras, kas auj periplazmatiskaj telp iekt vielm no apkrtjs vides. s vielas saists ar prnesjolbaltumvielm, kas atrodas periplazmatiskaj telp. Prnesjmolekulas saists ar kdu no receptoriem, kas atrodas plazmatiskaj membrn. Vien gadjum receptora signls n izpaudsies k signlmolekulas fosforilana, otr - k defosforilana.

  • Prokariotu viciasJa pie baktriju viciu kustbu nosakoajm olbaltumvielm piesaists fosforilt forma, tad notiek rotcija pulksterdtja virzien. Ja piesaists defosforilt forma, tad kustba notiek pretji pulkstea rdtja virzienam.

  • Eikariotu citoskelets Viss eikariotu ns ir konstattas dadas pavedienveida struktras. Visvairk ts ir izpttas dzvnieku ns. Daos gadjumos pavedieni ir apvienojuies augstk organizts struktrs, kuras var redzt pat gaismas mikroskop. Tdi veidojumi ir centriolas, bazl pltnte u.c.

    Visiem pavedieniem ir dots kopgs nosaukums - citoskelets.

  • Citoskelets Mikrofilamenti Starpfilamenti MikrocaurultesMikrofilamenti d=6-8 nm.Starpfilamenti d=10-14 nm.Mikrocaurultes d=24 nm.Eikariotu ns izdala trs citoskeleta elementu grupas: mikrofilamentus, starpfilamentus un mikrocaurultes. Citoskelets caurvij visu citoplazmu un var atrasties ar kodola iekien.

  • Mikrocaurultes Mikrocaurultes ir sastopamas viss eikariotiskajs ns. Ts k blvs tkls ietver kodolu un atiet uz nas perifriju. Mikrocaurultes sastv no tubulna. Tubulns ir globulra olbaltumviela, kurai piemt spja polimerizties.

  • Mikrocaurulu diametrs ir 24 nm, bet garums var sasniegt vairkus mikrometrus. Atirb no aktna mikrofilamentiem, mikrocaurultm ir viens vai divi centri, no kuriem starveidgi atiet mikrocaurultes. Katra mikrocaurulte sastv no 13 protofilamentiem (pavedieniem), kuri apvienojoties izveido caurulti.

  • Mikrocaurulteshttp://cellbio.utmb.edu/cellbio/

  • MikrocaurultesMikrocaurulu polimerizciju trauc kolhicns un citi savienojumi, kuri neauj tubulna dimriem pievienoties pie mikrocaurultes.http://cellbio.utmb.edu/cellbio/

  • Vielu un organellu transports, izmantojot mikrocaurultes Gandrz viss eikariotu ns makromolekulu, vezikulu un organellu transportu nodroina mikrocaurultes. Daos gadjumos to pagarinans un sasinans nodroina prvietoanu. Tomr parasti to veic motors olbaltumvielas, kas vienlaicgi var pievienoties mikrocaurultei un transportjamam objektam. Motors olbaltumvielas pieder pie divm grupm. Vienas sauc par dineniem, otras par kinezniem. Katr grup ietilpst dada lieluma un nedaudz atirgas aminoskbju secbas polipeptdu des. Dinens nodroina vielu transportu no nu perifrijas uz nu centru, bet kinezns no nu centra uz perifriju.

  • Kinezna uzbve un t loma vezikulraj transport

  • ad, kinezns; e, f, dinens. Molecular motorsManfred Schliwa and Gnther WoehlkeNature 422, 759-765(17 April 2003)doi:10.1038/nature01601

  • www.ucl.ac.uk/uro-neph/ppt/cs_01.pptns ir viens vai divi centri, no kuriem starveidgi atiet mikrocaurultes.Mikrocaurultes organizjoie centri

  • CentriolasNobrieduas centriolas distls daas mikrocaurultes no rpuses ir kltas ar olbaltumvielm - sateltiem un apendiksiem. Abu centriolu proksimls daas savieno nelieli pavedieni. To molekulr uzbve ir neskaidra. Nenobriedus centriola ar ir saistta ar jaunu mikrocaurulu nukleciju. aj centrosomas da mitozes laik ir augsta -tubulna koncentrcija. Mikrocaurultm, kas starveidgi iet r no s centrosomas zonas, "-" gals atrodas centrosom, bet "+" gals citoplazm.

  • CentriolasCentrosomas uzbve

  • Centriolas

  • Skropstias, vicias un bazlais ermentis Skropstias ir smalki pavedieni, kuru diametrs ir apmram 0,25 m. To garums svrsts dados audos un sugs, bet parasti ir apmram 3 - 5 m. To centrlo dau veido mikrocaurulu kltis, bet rjo dau - irdens matrikss, kas ir ietverts plazmatiskaj membrn. Skropstias ir novrojamas vairkos dzvnieku audu tipos, vienos un zemkajos augos. Ldzga iekj uzbve ir ar eikariotu nu vicim, tikai ts ir daudz garkas un sasniedz pat 200 m.

  • Skropstias un viciasVicias un skropstias var viveidgi kustties. Skropstiu gadjum kustba var bt sinhrona ne tikai vienas nas vicim, bet ar blakus novietotajm nm. Skropstiu un viciu kustb var izirt vairkus etapus.

  • Vicias kustbasEIGLENA video

  • Skropstiu kustbasParamecium.AVI

  • Vicias un skropstias Vicias un skropstias citoskeleta sistmu sauc par aksonmu.T ir kustga vai nekustgaKustg aksonm ir devii mikrocaurulu dupleti. Tie ir izkrtoti gredzenveidgi. Gredzena centr atrodas vl viens mikrocaurulu pris, kas starveidgi ir savienots ar perifrajm mikrocaurultm.

  • Viciu dinens

  • Aktns ns ir atrodams divos veidos: k atsevias globulras aktna molekulas(G-aktns); fibrillu veid k polimeriztas aktna molekulas (F-aktns). Noteikt zon, pc atslgas sldzenes principa, G-aktna moleklai ir pievienota ATF molekula. Mikrofilamenti

  • G- aktna molekula

  • F-aktns

  • Aktna polimerizcijaJaunu aktna fibrillu (F-aktna) veidoans procesu sauc par nukleciju; Esoa aktna filamenta pagarinanos sauc par elongciju;F-aktna molekulu kopjais garums daudzkrt prsniedz nas garumu.

  • Aktna polimerizcija 2In vitro apstkos aktna polimerizcija ir atkarga no globulr aktna koncentrcijas. Ja t ir lielka par kritisko - 0,1mM, tad var notikt polimerizcija. ajos apstkos molekulu polimerizcijai nav nepiecieama ATF hidrolze. ATF viet var izmantot sinttiskus analogus, kuri nevar atdalt fosfta grupas.

  • F-aktna filamentam izir plus galu un mnus galu. Pie plus gala aktvk pievienojas jaunas G-aktna molekulas, bet no mnus gala ts aktvk atdals. Pie plus gala pievienojas aktna molekulas, kuras satur ATF. Mnus gal ATF hidrolizjas un izveido ADF. Tas vjina saites starp galjo aktna molekulu un filamentu un t rezultt molekula atdals.

  • ns novro, ka zinm laika sprd filamenta garums nemains, tau taj pa laik var notikt vienlaicga filamenta papildinans un nordans. Citoplazm ir ldzga G-aktna un F-aktna koncentrcija, tau plus gals pieaug straujk nek samazins mnus gals. da molekulu cirkulcija, filamenta mnus gal, hidrolizjot ATF, patr eneriju.

  • Eksperimentos izmantojams vielasCITOHALAZNS D (su alkaloids) -neauj mikrofilamenta + gal pievienot monomrusLATRUNKULNS - pievienojas G-aktnam un neauj iem monomriem pievienoties pie filamentaFALOIDNS - pievienojas G-aktna monomriem to savienojuma viet un stabiliz mikrofilamentus. Izmanto ar k aktna specifisku krsvielu.

  • Aktnu prraujos un aktnu prkljos olbaltumvielas 2Ar aktna mikrofilamentiem saists aktnu prraujos un aktnu prkljos olbaltumvielas. To darbbu var pamant, vrojot citoplazmas konsistenci dads nas zons. nas centr citoplazma ir idrka (t.i. sola stvokl), bet nas perifrij t ir viskozka (t.i. gla stvokl). Turklt ie stvoki dads nas zons var strauji mainties. Liel mr to nodroina mikrofilamentu polimerizcija un depolimerizcija. Mikrofilamentu nordanos nodroina aktnu prraujos olbaltumvielas.

  • Aktnu prraujos olbaltumvielasPie aktnu prraujoajm olbaltumvielm pieder gelozns, severns un villns. o olbaltumvielu molekulmasa ir lielka nek tm olbaltumvielm, kas saists ar globulro aktnu. Visas s olbaltumvielas piestiprins kd aktna mikrofilamenta zon un prrauj saiti starp divm blakus stvom aktna molekulm.

  • Aktnu prkljos olbaltumvielasSavukrt no pastiprintas nordanas mikrofilamentus pasarg aktnu prkljos olbaltumvielas. Ts biek ir sastopamas ns, kuru skeleta struktra ir samr stabila. rssvtroto muskuu ns pie aktna mikrofilamentu + gala var pievienoties CapZ olbaltumvielas. Ts prtrauc aktna molekulu atdalanos. Ts ar ir rkrtgi stabilas un atdals no mikrofilamenta apmram pc trsdesmit dienm. Pie Aktna mikrofilamentu stabilitte palielins, ja tiem ir pievienotas tropomiozna molekulas.Tad to - gal var vl piestiprinties tropomodulna molekulas.

  • Mikrofilamentu novietojums n Eikariotu ns var novrot vairku veidu aktna mikrof