Cito Ske Let

  • View
    40

  • Download
    5

Embed Size (px)

Transcript

CitoskeletStanino kretanje

Citoskelet je proteinska konstrukcija koja stanici daje oblik i odreuje raspored organela te omoguava pokretanje, a ine je tri tipa vlakana:1. Aktinska vlakna (mikrofilamenti) (7 nm) 2. Intermedijarna vlakna (10 nm) 3. Mikrotubuli (25 nm)

+ pomoni proteini

Funkcije citoskeleta1.Strukturna potpora stanice (formiranje staninih izdanaka npr.dendriti i aksoni) 2.Pokretljivost stanice (citoskelet bieva i trepetljiki, migracija cijelih stanica pruanjem pseudopodija, fagocitoza) 3.Pokretanja unutar stanice (raspodjela organela, dioba stanice)

1

Uobiajena stanina raspodjela vlakana:1. mikrofilamenti (najgui ispod stanine membrane; fagocitoza, citokineza, migracija stanice) 2. intermedijarna vlakna (specifino za tip stanice) mikrotubuli (od centrosoma ka periferiji stanice ili poporanj bievima i trepetljikama)

3.

Aktinska vlakna nastaju polimerizacijom globularnih monomera G aktina: nastaje polarizirani, vlaknasti F aktin

Evolucija mikrofilamenata: MreB je prokariotski predak aktina naen u tapiastih bakterija bakterije nemaju ni organele ni citoskelet

Kvasci imaju samo jedan gen za aktin koji je u 90% slijeda identian sa genima sisavaca Sisavci imaju porodicu od 6 aktinskih gena od kojih se 4 eksprimiraju u miinim stanicama, a 2 u nemiinim stanicama

2

Stalno se dogaa izgradnja i razgradnja (hod u mjestu). Plus kraj disocira sporije no minus kraj.

... aktinska vlakna mogu se i granati...

Od aktinskih vlakana nastaju snopovi i mree.

-paralelni snopovi gustih vlakana poravnatih fimbrinom podupiru stanine nastavke (filopodije, mikrovili) - razmaknutiji kontraktilni snopovi imaju vlakna koja se udruuju pomou dimera alfa-aktinina i omoguuju kontrakcije nakon vezanja miozina -mree od dugih savitljivih vlakana koje ukrienima dri filamin podupiru stanine membrane i ine staninu koru ABD = domena koja vee aktin

3

Eritrociti su dobar model za izuavanje funkcije aktina u odravanju stanine kore jer nemaju drugih vrsta vlakana citoskeleta

Spektrin pripada kalponinskoj porodici proteina koji veu aktin (i Ca2+) kao i fimbrin, -aktinin, ne-eritroidni spektrin-fodrin i distrofin koji rade povezuju aktin sa transmembranskim proteinima u drugim vrstama stanica. Mrea spektrina i aktina usidrena je uz membranu pomou ankirina koji se vee na transmembranski vrpca 3 protein i pomou proteina 4.1 koji je vezan na transmembranski glikoforin.

Aktin sudjeluje u nastanku meustaninih spojeva

Transmembranski protein integrin na mjestima arinih adhezija usidruje mreu tlanih vlakana aktina vezanjem proteina koji usnopljuje aktin: -aktinina. fibroblast

Aktinski pojas u epitelnim stanicama usidren je na membrani transmembranskim kadherinima i pridruenim im kateninima na mjestu prianjajuih spojeva

4

Od stanine kore pruaju se paralelni snopovi vlakana koji podravaju razliita izboenja stanine povrine

pseudopodiji tijekom fagocitoze

pseudopodiji amebe

lamelopodija (L) i filopodija (strelica) fibroblasta u kulturi

Interakcija aktina i motornog proteina miozina omoguava kontrakciju miinih vlakanaIspruganost skeletnih miia odgovora unutranjoj molekularnoj grai!

Miina vlakna nastaju stapanjem miinih stanica u sincicij. Najvei dio citoplazme zauzimaju miofibrile: snopovi aktina i miozina.

Sarkomere su snopovi aktinskih i miozinskih vlakana meusobno odvojeni Z-ploom u kojima se izotropna (Ipruge) izmjenjuju sa anizotropnim (A-prugama) podrujima

5

Za vrijeme kontrakcije miozinska vlakna klize po aktinu i skrauju sarkomeru na raun zone H i I-pruge.

Debela miozinska vlakna nastaju zdruivanjem par stotina heksamera miozina II

Mehanizam miine kontrakcije

6

Troponin i tropomiozin reguliraju kontrakciju skeletnih miiaTropomiozin je vlaknasti protein koji se povezuje u dugake niti. Svaka molekula tropomiozina omotava se oko sedam molekula aktina i u nedostatku kalcija sprjeava vezanje glava miozina na tanke miofibrile.

Troponin je globularni protein s tri podjedinice TnT, TnI i TnC. Vezanje Ca2+ na TnC dovodi do konformacijske promjene koja pomie tropomiozin u poloaj koji omoguava vezanje glave miozina na aktin.

Kontraktilne nakupine aktina i miozina u nemiinim stanicama omoguavaju migraciju stanica, fagocitozu i diobu stanice kontraktilnim prstenom. Ove kontrakcije nisu posredovane tromiozinom i troponinima, ve se regulacija postie fosforilacijom miozina.

Nekonvencionalne miozine (I, III-XIV) nalazimo u nemiinim stanicama

Ne formiraju vlakna i ne posreduje u kontrakciji ve slui kao motorni protein pri unutarstaninom transportu vezikula, kod reorganizacije aktinskih vlakana, u prijenosu intermedijarnih vlakana, posreduju u osjetnim funkcijama vida i sluha...

7

Intermedijarna vlakna grade ih monomeri (50tak razliitih proteina podijeljeni u VI skupina) udrueni u duga vlakna nisu polarne strukture poput mikrotubula i mikrofilamenata nepolarni tetrameri spojeni po duljini u vlakna po 2 dimera stoje antiparalelno

tapiasta domena (-uzvojnica) posreduje u zdruivanju vlakana, a varijabilne domene glavice daju specifinost intermedijarnim vlaknima

Intermedijarna vlakna su specifina za tip stanice kojoj daju mehaniku vrstou

Keratinipreko 20 razliitih vrsti nokti, kosa citokeratini epitelne stanice

keratin u epitelnoj stanici

8

Epidermolysis bullosamutacija u genu za keratin (autosomska dominantna nasljedna bolest)

Na najmanji mehaniki stres odvajaju se mjehuri koe

Vimentini

Neurofilamenti

Fibroblasti odravanje oblika stanice vrsto vezan na mikrotubule

- proteu se du aksona - zajedno s mikrotubulima ine citoskelet ivane stanice - mikrotubuli uzduno, IF popreko odreuju debljinu aksona i brzinu prijenosa impulsa

Lamini

tvore jezgrinu laminu na unutarnjoj strani jezgrine ovojnice

9

Lamini su vani tijekom mitoze

Fosforilacija lamina signal za razgradnju jezgrine ovojnice

Mikrotubuli

-pokretanje kromosoma tijekom diobe (izgrauju diobeno vreteno) - izgrauju centriole - sudjeluju u pokretanju organela - sudjeluju u odravanju oblika stanice

- izgrauju bieve i trepetljike i omoguuju njihovo pokretanje

10

Mikrotubuli polarne strukture izgraene od globularnog tubulina = heterodimer i tubulina (kodiraju ih male porodice srodnih gena), koji za razliku od aktina vee GTP, a ne ATP.

+ kraj (zavrava -tubulinom) brzo rastui kraj

- kraj (zavrava -tubulinom) spontano gubi podjedinice

Jedno vlakno mikrotubula izgrauje 13 protofilamenata koji okruuju centralnu upljinu.

Mikrotubuli pokazuju fenomen hoda u mjestu i dinamike nestabilnosti (polimerizacija i depolimerizacija ovisna o koliini raspoloivog GTP-tubulina)

Poluivot mikrotubula je par minuta i moe se modificirati djelovanjem nekih reagencija Kolhicin i kolcemid inhibiraju polimerizaciju i zaustavljaju mitozu (koriste se u citogenetikim analizama za zaustavljanje stanica u metafazi mitoze) Vinkristin i vinblastin su manje toksini od kolhicina i kolcemida pa se koriste u terapiji raka Taksol stabilizira mikrotubule i koristi se u terapiji raka

11

Minus krajevi mikrotubula u interfaznoj stanici uloeni su u matriks centrosoma (sredite mikrotubularnog ustrojavanja)-centrosom je u interfaznoj stanici smjeten uz jezgru - jezgru zdruivanja mikrotubula u centrosomu tvori -tubulin - stanice koje se vie ne djele (neuroni) otputaju mikrotubule iz centrosoma

Plus krajevi su slobodni i rastu.

Centrioli su izgraeni od tubulinskih tripleta (), -tubulin zdruuje cjevice tripleta, a centrinska vlakna povezuju dva centriola

2 meusobno okomita centriola izgrauju centrosom

Udvajanje cetrosoma prije diobe stanice

Vano pravilno udvajanje centrosoma Stanica raka 4 centrosoma (nepravilna mitoza)

aneuploidija

12

Anafaza A kretanje kromosoma prema polovima du kinetohornih mikrotubula. Anafaza B meusobno odvajanje polova vretena.

Proteini povezani s mikrotubulima (MAP) modificiraju njihovo dinamiko ponaanje stratmin potie razgradnju mikrotubula

proteini tragai plus kraja usmjeravaju plus kraj

tau karakteristian za Alzheimerovu bolest, uvijek u aksonima

MAP2 karakteristian za piramidne neurone, uvijek u dendritima neurona

Unutarstanini mikrotubularni transportMikrotubuli tvore mreu u citoplazmi

Transport vezikula i organela

13

Kretanje du mikrotubula omoguavaju motoriki proteini iz porodice dineina (prema minus kraju) i kinezina (prema plus kraju)

Laki lanci veu teret koji se prenosi, a teki hidroliziraju ATP i vre pokretanje.

Temeljna struktura trepetljike i bieva je aksonema sastavljena od mikrotubula i njima pridruenih proteina

epitelne stanice respiratornih puteva,jajovod, stanice koe

spermiji

Trepetljike i bievi sastoje se od 9 dvostrukih cijevica + 2 u sredini

bi

trepetljika

Minus krajevi trepetljika i bieva usidreni su u bazalno tjelece unutar stanice koje je vrlo slino centriolu

14

Struktura aksoneme trepetljiki i bieva

Kretanje dineinskih glavica prema minus kraju uzrokuje savijanje bieva

Mukarci sa nefunkcionalnim dineinom imaju nepokretne spermije (neplodnost) i trepetljike respiratornog trakta (esti respiratorni infekti)

15