HÜCRE İSKELETİ 1

Prof. Dr. Melek ÖZTÜRK

Prof. Dr. Müjgan CENGİZ

İskelet. Yumuşak dokuyu destekleyen ve bedensel hareketlere aracılık eden sertleşmiş doku.

Hücre İskeleti. Benzer fonksiyonlara sahiptir ve üç tane iyi tanımlanmış filament(iplikcik) yapıdan oluşmuştur.

1. Mikrotfilamentlar: protein kabuğundan oluşan katı, daha zayıf yapılar

2. Ara çaptaki filamentler: İlişkili proteinlerin bir çeşidinden oluşan sert, ip benzeri lifler.

3.Mikrotübüller: Tubulin proteininden oluşan sert, tüp şeklinde yapılar.

Hücre İskeletiyle ilgili

Fonksiyonlar

Yapı ve destek

Hücre içi transport

Kasılma ve hareketlilik

Uzaysal organizasyon

Hücre İskeletinin Rolü

Hücre şekli

Hücre hareketleri (iç organellerin ve

mitotik yapıların transportu, bütün

hücrenin hareketi)

Hücre İskeletinin

Başlıca Bileşenleri

Mikrofilamentler

Ara çaptaki filamentler

Miktotübüller

MİKROFİLAMENTLER

Mikrofilamentler

Mikrofilamentler Aktin ve miyozinden oluşur.

Çizgili kasta ve kalp kasında düzenli,düz

kasta dağınıktırlar.

Ca ve Mg iyon konsantrasyonları arttığında,K

ve Na iyon konsantrasyonları normal

düzeyde iken kendiliğinden polimerleşirler.

Yuvarlak yapılı aktine Globuler (G),

polimerleşmiş aktine Fibroz (F) aktin denir.

Mikrofilament kuruluşunun dinamiği Polimerizasyon üç fazdan oluşur.

• 1- Başlangıç devresi

G-aktin kısa , küçük oligomerler olarak birleşirler Çekirdek yapı ortaya çıkar.

• 2-hızlı devre:Elongasyon

Uzama evresi aktin monomerlerin her iki uç eklenmesi ile uzama gerçekleşir.

• 3-sabit devre-dengede kalış

Filament kütlesinde polimerasyon - depolimerizasyon dengesi ortaya çıkar

Aktin filamentlerinde aktinin

bir araya gelmesi

Aktin monomerleri önce dimerler ve trimerler halinde daha sonra aktin filamentlerinde toplanırlar.

Bütün aktin filamentleri aynı yöne doğru yönelirler. Aktin filamentleri farklı bir polariteye sahiptir.

Uçlarına artı ve eksi uç denir ve birbirinden ayırtedilebilir.

Aktin filamentlerinin bu polaritesi aktin filamentlerinin birleşmesinde ve aktine bağlı miyozinin tek bir yön tayin etmesinde önemlidir.

Mikrofilament Oluşumunu Etkileyen Faktörler

A.Mantar toksinleri aktin polimerizasyonunu bozar

Sitokalasin B—mantar alkoloidi.

Sitokalasin B ile aktine bağlı tüm hareketler bloke olur.

(+) uca bağlanarak depolimerizasyona neden olur.

Amanita phalloidin—zehirli mantar

Phalloidin F-aktine bağlandığında, aktine yeni eklenmeleri

bloke eder ve stabilite sağlar.

B. Aktine bağlanan ve uzamayı kontrol eden proteinler.

Profilin

Timosin β4 G-aktine bağlanırlar. Aktin polimerizasyonu

olmaz.

hsc70 ; ATP bağlayan protein

C. Kaplayıcı Proteinler

Aktin Bağlayan Proteinler

A. Fimbrin

1. Birçok hücrenin yüzey çıkıntılarında ve intestinal mikroviluslarında görülür.

2. İlk intestinal mikrovilluslardan izole edilmiştir.

3. İki aktin bağlayan bölge içeren 68 kd’luk protein

4. Aktini monomer olarak bağlar-aktin filamentleri 14 nm uzaktadır.

B. -Aktinin

1. 102 kd’luk protein ve aktini dimer olarak bağlar.

2. Aktin filamentleri 40 nm uzakta.

C. Filaminler

1. 280 kd’luk protein aktini dimer olarak bağlar

2. Aktin bağlayan ve dimerizasyon bölgleri ters uçtadırlar.

3. Filamin dimeri esnek v- biçimli moleküldür ve dikey aktin filamentlerini çapraz bağlamaktadır.

Bulundukları Yapılar

Stabil(dengeli) Yapılar(kas hücrelerinde)

Labil(hareketli) yapılar

Hücre korteksi(Membranın altına yerleşmiş membran hareketlerine katılır,Endositoz eksositoz,hücre hareketi.)

Stress fibrilleri. Mekanik destek.

Mikrovillus yapısında. Teminal ağ.

Hücre bölünmesinde (kasıcı (kontraktil) halka oluşumu)

Adezyon kemerlerinde, Epitel hücresinde.

MİKROFİLAMENTLERİN FONKSİYONLARI • Hücre membranı ile aktin filamentleri ilişkisi 1) İntegrinler ile adezyon plaklarında matriks - hücre bağlantısı 2) Kaderinler ile bağlantı komplekslerinde Hücre- hücre bağlantısı • Sitokinez (myosin II+Aktin ) • Vezikül transpotu Aktin filamentleri boyunca Miyosin I ve 5 ile. • Hücre hareketi örn: Fibroblast Filopodia — parmak şeklinde çıkıntı oluşumu Lamellipodia — yaprak şeklinde uzantılar • Mekanik destek ve gerginlik -Stres fibrilleri

Hücre Hareketi

Farklı tipteki hücreler tarafından kullanılan hücre

hareketinde hücre iskeleti elemanları rol alır.

Amiplerin hareketi

Gelişim boyunca embriyonik hücrelerin hareketi

Enfeksiyonla mücadele için beyaz kan

hücrelerinin dokulara sızması.

Yara iyileşmesine katılan hücrelerin göçü.

Metastaz esnasında kanserli hücrelerin göçü.

Sitokinez

Hayvan hücrelerinde Mitoz bölünmede hücrenin iki yavru hücre oluşturması sırasında boğumlanma.

Aktin ve miyozin filamentlerinden oluşan kasıcı halkanın oluşması ve

Halkanın kasılması ile plazma zarı içeriye doğru itilir er.

Kas Distrofisi

X’e bağlı kalıtsal hastalık-genellikle erkeklerde

Muskuler Distrofinin iki tipi- Duchennes and Beckers

427 kd’luk spektrinle ilişkili bir protein olan Distrofin’in yokluğu veya anormal olması.

Distrofin, kasın transmembran proteinlerine aktin filamentlerini bağlayan dimerleri oluşturur.

Miyosin I,

Miyosin II,

Miyosin V

ATP az aktivitesine sahip mekanokimyasal işlemlerde motor protein

1 ATP molekülü hidrolize olduğunda miyosin başı 11 nm lik bir adım atar

MİKROFİLAMENT MOTOR PROTEİNLERİ

MİYOSİN

Miyozinle ilişkili aktin filamentleri hücre hareketlerinin birçok tipinden sorumludur.

Miyozin, kimyasal enerjiyi mekanik enerjiye dönüştüren bir moleküler motorun bir prototipidir.

Kas olmayan hücrelerde aktin ve miyozinin

ortak hareketi ile kasılma işlevi ortaya çıkar

Kas lifinin küçük çaplı modeli, örneğin stres lifleri ve adezyon kemerleri.

Stres liflerinin kontraksiyonu hücrelerin ekstrasellüler matrikse çekilmesine izin verir.

Adhezyon kemerlerinin kasılması epitel hücrelerinin şeklini değiştirir.