Biologia Komórki – materiały na egzaminWykład II: Błona komórkowa: funkcje, budowa i wplatanie białek oraz połączenia między komórkami (poprawiony schemat kotranslacji)---------------------------------------------------------------2 Wykład III: Transport przez błony-------------------------------------9 Wykład IV: Hormony - transdukcja sygnału i jego losy w komórce.-----------------------------------------------------------------12 Wykład V: Budowa jądra komórkowego----------------------------19 Wykład VII: Losy białek w cytoplazmie----------------------------27 Wykład VIII: Losy komórek w organizmie-------------------------31 Wykład IX: Chloroplasty----------------------------------------------35 Wykład X: Mitochondria----------------------------------------------41 Program wykładów z biologii komórki: 1. Komórkowa budowa organizmów: organelle (przedziały) komórkowe: budowa i funkcja 2. Metody badania komórek 3. Macierz zewnątrzkomórkowa i rola jej składników, błona podstawna 4. Zewnętrzna błona komórkowa - budowa, synteza jej składników oraz funkcje (izolacja od środowiska kontakt ze środowiskiem, kontakty międzykomórkowe i kontakt z błoną podstawną) 5. Transport do komórki: bierny i czynny 6. Transdukcja sygnału przez błonę oraz przekaźniki drugiego rzędu 7. Przedział jądrowy - informacja genetyczna i synteza białek 8. Cykl komórkowy i jego regulacja.Aktywacja mejozy 9. Błony wewnętrzne: transport masowy, endo- i egzocytoza 10. Różnicowanie komórek, onkogeneza i apoptoza 11. Cytoszkielet: cytokineza i ruch 12. Chloroplasty, mitochondria i peroksysomy - system energetyczny komórki 13. Pozajądrowa informacja genetyczna 14. Porównanie Prokariontów i Eukariontów, a także komórki zwierzęcej i roślinnej Wykład II: Błona komórkowa: funkcje, budowa i wplatanie białek oraz połączenia między komórkami (poprawiony schemat kotranslacji) Błona komórkowa Błona komórkowa ma grubość około 5 nm, co odpowiada 50 atomom. Jej najważniejszą funkcją jest ochrona przed rozproszeniem się zawartości komórki lub mieszaniem się jej z otaczającym środowiskiem. U organizmów eukariotycznych istnieje wiele błon wewnętrznych tworzących przedziały komórkowe o różnej zawartości białek, pH itp. Hydrofobowe wnętrze dwuwarstwy stanowi barierę dla większości cząstek hydrofilowych: o małe cząsteczki niepolarne, np. tlen i dwutlenek węgla, dyfundują łatwo o nie naładowane cząsteczki polarne dyfundują łątwo pod warunkiem, że są małe (woda, etanol), większe, np. glukoza, nie dyfundują prawie wcale o błona jest wysoce nieprzepuszczalna dla jonów i cząstek naładowanych. Struktury błonowe w komórce: o o otoczka jądrowa, retikulum endoplazmatyczne, aparat Golgiego, endosomy i lizosomy powstały przez wpuklenie błony komórkowej. Tworzą one system błon wewnętrznych. Wnętrze tych organelli komunikuje się z wnętrzem innych organelli i z otoczeniem komórki przy pomocy pęcherzyków (z wyjątkiem otoczki jądrowej). mitochondria i plastydy - powstały z wchłoniętych bakterii Budowa błony: Błony dobrze bada się na przykładzie erytrocytów - sa to komórki posiadające w środku w zasadzie tylko hemoglobinę; w hipotonicznym roztworze błona pęka i zawartość wylewa się (wtedy można odwirować samą błonę - "ducha" - która w środowisku wodnym sama zamknie się tworząc pęcherzyk). Błona zamyka się "normalnie", jeśli w środowisku znajdują się jony magnezu. Jeśli ich nie ma, zamyka się "na lewą stronę". Błona to dwuwarstwa lipidowa, zbudowana z listka zewnętrznego i wewnętrznego. Jej głównym składnikiem są fosfolipidy - cząsteczki mające hydrofilowe głowy i hydrofobowe ogony, dzięki czemu posiadają 2 właściwości amfipatyczne. Powoduje to, że w wodzie tworzą dwuwarstwy, które eliminują otwarte krawędzie (są to pęcherzyki = liposomy lub płaskie dwuwarstwy rozdzielające przedziały wodne). Takie pęcherzyki można stworzyć w laboratorium: błona pod wpływem detergentów lub ultradźwięków dezintegruje i tworzy małe pęcherzyki, a następnie rozpada się na fosfolipidy i białka. Po usunięciu białek błona przyjmuje kształt pęcherzyka. Fosfolipidy: Fosfolipidy to cząsteczki zbudowane z 2 kwasów tłuszczowych (długie, hydrofobowe łańcuchy, nasycone - proste lub nienasycone - mające sztywne "kolanka"), glicerolu (który wraz z kwasami z resztami kwasów tłuszczowych tworzy fosfatydyl) oraz różnych hydrofilowych cząsteczek. Wyróżniamy: fosfatydyloserynę fosfatydylocholinę fosfatydyloinozytol fosfatydyloetanoloaminę W skład błony wchodzi także np. sfingozyna (z choliną), która łatwo łączy się z węglowodanami tworząc glikolipidy (grupy cukrowe uzyskuje wewnątrz aparatu Golgiego, a więc znajdują się one na powierzchni pozacytozolowej; po przeniesieniu do błony komórkowej trafiają na zewnątrz komórki tworząc glikokaliks, który chroni komórki i bierze udział w ich rozpoznawaniu). Glikolipidy są czynnikiem określającym grupy krwi! A i B różnią się ostatnim cukrowcem, 0 - brak ostatniego cukrowca. Płynność błony zależy między innymi od stopnia nasycenia jej kwasów tłuszczowych. Im więcej jest nienasyconych, tym jest bardziej płynna, gdyż wiązanie podwójne jest sztywne - łańcuch zagina się i zajmuje więcej miejsca. U zwierząt występuje też cholesterol - krótkie, sztywne cząsteczki, które wypełniają wolne miejsca pomiędzy łańcuchami i usztywniają błony. Błona jest sztywniejsza w niskich temperaturach. Błona ma strukturę płynnej mozaiki - jej elementy przemieszczają się swobodnie w obrębie jednej warstwy. Np. po fuzji dwóch komórek, których białka zostały wyznakowane znacznikami fluorescencyjnymi, na początku łatwo rozróżnić połówki, ale już p 30 minutach błona stanowi jednorodna mieszaninę. o o o o Błony są asymetryczne - mają listek cytozolowy i pozacytozolowy, które zachowują orientację wobec cytoplazmy. Fosfolipidy bardzo rzadko samoistnie przeskakują z jednego listka na drugi (tzw. ruchy flip-flop). Istnieje jednak enzym flipaza, która "wsysa" fosfolipidy i wypuszcza je po drugiej stronie błony. Pomimo tego skład listków bardzo się różni - w pozacytozolowym przeważa sfingomielina i fosfatydylocholina, w cytozolowym fosfatydyloseryna i fosfatydyloetanoloamina Synteza fosfolipidów: W błonie znajdują się kwasy tłuszczowe. Zaktywowany przez koenzym A kw. tłuszczowy (acylo-CoA) może połączyć się z 3-fosfoglicerolem (reakcję tę katalizuje acylotransferaza - CoA odpada, powstaje kwas fosfatydylowy, tkwiący łańcuchem w błonie). Reakcja powtarza się (do tego potrzebna druga cząsteczka zaktywowanego kwasu tłuszczowego). 3 Powstaje 1,2-diacylo-3-fosfoglicerol, enzym fosfataza odłącza fosforan. 1,2-diacyloglicerol reaguje z CDPcholiną (lub CDP-inozytolem itp.), powstaje fosfatydylocholina, odłącza się CMP. Białka błonowe: W błonie komórkowej znajduje się wiele białek o różnych funkcjach. Mogą być one receptorami, enzymami, służyć do transportu substancji przez błony lub wiązać komórkę z innymi komórkami lub macierzą zewnątrzkomórkową (integryny). Białka mogą przechodzić przez błonę pozostawiając po jednej lub obu jej stronach część cząsteczki (b. transbłonowe), lub być związane z nią poprzez oddziaływania z innymi białkami (np. kinaza białkowa C). Do błony mogą przyczepiać się także fragmentami niebiałkowymi (np. grupą mirystylową (CH2)12CH3 lub farnezylową - lipid z dużą ilością wiązań nienasyconych). Każde białko błonowe ma określoną orientację!!! Białka integralne zakotwiczone są w błonie alfa-helisami, na zewnątrz których znajdują się hydrofobowe łańcuchy boczne, lub beta-harmonijkami (struktura przypominająca cylinder, tworzy duże, wypełnione woda pory, np. poryny w zewnętrznych błonach mitochondriów. Mogą przenikać przez błonę raz lub wiele razy. W części zewnętrznokomórkowej często znajdują się fragmenty połączone z cukrowcami (ułatwiaja przyczepianie się do różnych substancji), część wewnętrzna służy do przekazywania informacji lub wiązania się z czymś. Do b. integralnych na zewnątrz przyczepione są białka okładzinowe. Synteza białek błonowych: Białka błonowe syntetyzowane są przez rybosomy przyczepione do szorstkiej siateczki endoplazmatycznej. Translacja rozpoczyna się, gdy połączą się obie podjednostki rybosomu oraz mRNA. Zwykle pierwsza powstaje sekwencja sygnałowa o długości 21 aminokwasów. Do niej dołącza się peptyd sygnałowy SRP (cząsteczka rozpoznająca sekwencję; po przyłączeniu hamuje translację). Potrzebne jest też 7s RNA. W błonie znajduje się receptor SRP, który wiąże SRP i rybosom (wtedy otwiera się w nim kanał translokacyjny). Sekwencja sygnałowa dostaje się do kanału translokacyjnego, wznowienie translacji, SRP wraca do cytoplazmy. Syntetyzowany polipeptyd dostaje się do środka tworząc pętlę (bo sekwencja sygnałowa pozostaje w kanale). W pewnym momencie peptydaza sygnałowa (ze światła ER) odcina sekwencję sygnałową (wypada ona wtedy do cytoplazmy i ulega degradacji). Białko zostaje w ten sposób w świetle ER. Białko może być przeplecione przez błonę raz lub kilka razy: wtedy w pewnym momencie pojawia się sekwencja stop-transfer. Zostaje ona uwolniona z kanału poprzez jego boczne otwarcie i zakotwiczona w błonie (równocześnie odcinana jest sekwencja sygnałowa). Translokacja zostaje rozpoczęta ponownie przez sekwencję start-transfer itp. Po odcięciu peptydu sygnałowego białko pozostaje w błonie. Gotowe białko chronione jest przez chaperony, które fałdują je i modyfikują (np. bip, który przyłącza do białka cukrowce); mogą też być chronione przez polisacharydy (glikozylacja prowadzona jest przez lipid dolichol - łączy się on z wielocukrami i przenosi je na asparaginę). Transport białek błonowych: 4 w którym odbywa się łączenie. galaktoza). fukoza. Kontakt z innymi komórkami zachodzi przez plazmodesmy . Dla komórki roślinnej substancja zewnątrzkomórkową jest ściana komórkowa.połączenia cytoplazmy komórek wysłane błoną. a następnie wbudowywane do pęczka łańcuchów tworzących mikrofibrylę. Na nich znajduje się hemiceluloza (glukoza. kolejne tworzą pęczki (spowodowane jest to prawdopodobnie przesuwaniem się enzymów wzdłuż mikrotubul. a stamtąd do błony komórkowej lub poprzez endosomy do lizosomów. Monomery cukrowców transportowane są po mikrotubulach do kompleksów enzymatycznych. choć komórka wymaga w zasadzie środowiska wodnego. ksyloza.) 5 . Ściana zbudowana jest z fibryli celulozowych (polimer glukozy) cienkie mikrofibryle układają się w makrofibryle ułożone względem siebie w sposób uporządkowany. "wychodzą" po stronie trans). Środowisko komórek: o o Jednokomórkowce kontaktują się bezpośrednio ze środowiskiem zewnętrznym. Powstająca fibryla "wysuwa się" z kanalika. Zachowana przy tym zostaje orientacja błony wobec cytoplazmy (wnętrz siateczki staje się np. bakterie dzięki swojej ścianie komórkowej są bardzo odporne na zmienne czynniki środowiska. i przez nie transportowane na zewnątrz.Białka (i lipidy) transportowane są do innych organelli błonowych z ER przy pomocy pęcherzyków. Powstaje ona początkowo jako przegroda pierwotna. mogą nawet żyć w powietrzu. Na początku układają się chaotycznie. później odkładane są kolejne warstwy . Np. Wędrują one do aparatu Golgiego ("wchodzą" po stronie cis..może być także wzmacniana takimi substancjami jak lignina czy suberyna. która łączy się z falistymi cząsteczkami pektyn (kwas będący pochodna celulozy i ramnoza powodująca "falowanie" cząsteczki).. warstwą zewnętrzną błony komórkowej). Może przez nie także przechodzić ER. chrząstka. Są silnie hydrofilowe.tworzy homofilowe połączenia między komórkami (tzn.mała cząsteczka.w błonie podstawnej nabłonka V . o o 6 kadheryny . . dentynie zębów II . Najważniejsze to: I .duże polimery dwucukrów.zbudowane z 2 podjednostek . W takiej formie transportowany na zewnątrz komórki. a po stronie cytoplazmatycznej z winkuliną. która ma powinowactwo do aktyny. ciałko szkliste oka III . tworzą trwałe połączenia z macierzą lub błoną podstawną. też łączy ze sobą inne perlakan . ścięgnach. Proteoglikany! (kwaśne mukoplisacharydy?). "Gotowy" kolagen (tropokolagen) agreguje się we włókienka.wiążą glikoproteiny i mucyny błonowe. Łączą się z kolagenem. Dołączają się do rdzeni białkowych tworząc "szczoteczki".łączą kolagen lub proteoglikany z integrynami laminina (glikoproteina) . Włókienka te ułożone są regularne . naczynia krwionośne IV . tam odcinane telopeptydy. na powierzchni komórek np.o W organizmach zwierzęcych komórki otoczone są substancja (matriks) zewnątrzkomórkową i znajdują się na błonie podstawnej (we wszystkich tkankach. immunoglobuliny IgCAM . do których dołączane są grupy cukrowe. tworzą żele. sztywne włókna. 3 takie łańcuchy owijają się wokół siebie tworząc prokolagen (z telopeptydami na końcu). fibronektyną lub IgCAM. Syntetyzowany w formie łańcuchów. proteoglikany entaktyna . przestrzenie między komórkami. ale najbardziej widoczna w tkance nabłonkowej).integryny + kolagen.skóra. tworzą przejściowe połączenia o integryny . siarczan keratanu i siarczan chondroidyny. do czynników wzrostu. jelita znajduje się glikokaliks . kościach.błona podstawna mięśni i innych komórek mezenchymy Białka transbłonowe biorące udział w łączeniu komórek z macierzą zewnątrzkomórkową i innymi komórkami: o selektyny . Ich domeny cytoplazmatyczne łączą się z kateninami. Istnieje około 20 typów kolagenu.alfa i beta. macica. Skład substancji zewnątrzkomórkowej: o o o o o o o glikozaminoglikany (GAG) . a one z cytoszkieletem. entaktyny.ich budowa (główka + ogon) sprawia.tworzą połączenia homofilowe lub z integrynami. mają powinowactwo np. kadheryny jednej komórki łączą się z takimi samymi kadherynami innej komórki). lamininą.w skórze. że widoczne jest to jako prążki.płaszcz cukrowcowy. Do nich przyczepione np.tworzy długie. tętnice. fibronektyny (glikoproteiny) .glikoproteina kolagen . Po zewnętrznej stronie komórki łączą się z lamininą.kadheryny + filamenty aktynowe przez białka adhezji komórkowej IgCAM przez integryny (integryna . białek błonowych i "mieszania się" środowisk znajdujących się po 2 stronach komórki. dystrofina (w mięśniach). Wiele komórek. mają część apikalną kontaktującą się ze środowiskiem i część bazalną (styka się z błona podstawną.w błonie znajdują się białka integralne przechodzące z jednej komórki do drugiej (okludyna i klaudyna). winkuliną. jest spolaryzowana. nabłonek jelita. stanowi barierę dla przemieszczania się np. styk zwarty) . Połączenia między komórkami: Umożliwiają istnienie tkanek. po wewnętrznej z dystroglikanami (w mięśniach).6 białek (koneksonów) tworzy w błonie kanał.po zewnętrznej stronie błony znajdują się białka (kadheryny). alfa-aktynina.integryny po zewnętrznej stronie łączą się z fibronektyną. tensyna. Jest to połączenie mechaniczne.w błonie znajdują się integryny. w której komórki muszą być ściśle ze sobą połączone.integryna o o o o Białka wewnątrzkomórkowe wchodzące w skład połączeń: z kadherynami łączą się: kateniny mające powinowactwo do filamentów aktynowych. alfa-aktyniną i filamentami aktynowymi.integryna) przez selektyny połączone z kadheryną lub CAM 7 . paksylina. talina.obwódki zwierające . desmoplakiny i plektyna łączące się z filamentami pośrednimi Z integrynami łączą się: winkulina. przyczep ogniskowy . plaktoglobina) mające powinowactwo do filamentów pośrednich komunikatywne . FAK (kinaza płytek przylegania. o o o desmosomy . w komórce obok taki sam kanał kontaktuje się z nim (połączenie między cytoplazmą komórek!) adhezja komórkowa (połączenia czasowe) z kadheryny (w obecności jonów wapnia) . a dalej z filamentami pośrednimi. po wewnętrznej z taliną. stabilizuje komórkę. z którymi łączą się odpowiednie białka (plektyna. oraz plaktoglobina. np. mogą współpracować z kinazami tyrozynowymi i receptorem dla EGF (naskórkowego czynnika wzrostu). bierze udział w przekazie informacji). o ścisłe (barierowe. zwłaszcza nabłonkowej. Połączenia komórek z macierzą zewnątrzkomórkową: hemidesmosomy . paksyliną. (czy w błonie nie ma przypadkiem integryn?!) Dystrofie . Do spektryn dołączone są filamenty aktynowe.do dystrofiny. Kora komórki w mięśniach: W błonie znajdują sie dystroglikany i stabilizujące je sarkoglikany. powoduja zanik mięśni. która ma powinowactwo do spektryn tworzących sieć.Kora komórki w erytrocytach: W błonie znajdują się białka 3 i 4 linii. Dystrofiny łączą się z filamentami aktynowymi. łączą się z ankiryną. 8 . a integralna .choroby polegające na stopniowym zaniku dystrofiny (od 4-5 roku życia). Zewnętrzna domena dystroglikanu ma powinowactwo do lamininy. proste pompy z podjednostek alfa i beta. K. nie dyfundują prawie wcale o błona jest wysoce nieprzepuszczalna dla jonów i cząstek naładowanych. w zasadzie powinna istnieć różnica stężeń danej substancji pomiędzy przedziałami oddzielanymi błoną. dyfundują łatwo o nie naładowane cząsteczki polarne dyfundują łątwo pod warunkiem.minimum 7 podjednostek. tlen. azot i dwutlenek węgla. że są małe (etanol. Istnieją jednak specjalne "urządzenia" mogące transportować przez błonę wbrew gradientowi stężeń (i radzące sobie z cząsteczkami.przenoszące w tę samą stronę 2 różne jony (jeden zgodnie z gradientem stężeń. Wyróżniamy 3 podstawowe typy przenośników: o pompy jonowe . Przenoszą H. o transportery . Ca.zbudowane z minimum 8 podjednostek. Pompy możemy podzielić w zależności od ich budowy na: o klasy P . jednocześnie syntetyzując ATP (w mitochondrium) o klasy V . np. mocznik.ale dla niej istnieja specjalne kanały). mogą być bramkowane (tzn.nie potrzebują energii ATP. np. o o o Przenośniki można podzielić też na: uniportery .przenoszone 1 typ cząsteczek w 1 stronę symportery . o klasy F .zależne od ATP(wymagają nakładów energii o kanały jonowe . drugi wbrew temu gradientowi. przenoszą H zgodnie z gradientem stężeń. otwierane / zamykane) przez cząsteczkę (ligand) lub różnicę potencjaów. większe. Żeby odbył sie transport. woda . przenoszą H hydrolizując ATP (w błonie wakuoli) 9 . zmieniaja konformację dzięki dołączeniu jakiegoś jonu i wtedy "odkręcają się" na drugą stronę przenosząc czasteczkę z jednej strony błony na drugą. a drugą (inną) w druga stronę. glukoza.przenoszące 1 cząsteczke w 1 stronę."otwory" w błonie otoczone białkami. które normalnie przez błonę przenikać nie mogą).Wykład III: Transport przez błony Hydrofobowe wnętrze błony komórkowej stanowi barierę dla większości cząstek hydrofilowych: o małe cząsteczki niepolarne. Na. korzystając z energii transportu pierwszego jonu antyportery . a Na wypompowywany jest do krwi przez pompę sodowo-potasową. w komórce dużo jonów potasu i ujemnie naładowanych cząsteczek organicznych.2 kationy dołączają się do pompy dzięki fosforylacji. Cl. Symportery znajdują się tylko na błonie kontaktującej się ze światłem jelita dzieli połączeniom barierowym uniemożliwiającym swobodne przemieszczanie się białek. 10 . Na bardzo chętnie łączy się z podjednostką alfa. W błonie znajdują się: o pompa wodorowa (utrzymuje kwaśne pH. gdyż miejsca wiązania tracą do nich powinowactwo.. H do środka. ale za to duża pH.wypompowuje wapń z cytozolu (do niego dostaje się on przez kanały wapniowe) . hydroliza ATP) o pompy protonowe (Ppi -> 2Pi) o kanały transportujące do środka aniony (Cl. wtedy następuje hydroliza ATP do ADP i jony Na wyrzucane są po drugiej stronie (na zewnątrz komórki). Równocześnie miejsca wiązania K uzyskują wysokie powinowactwo do tych jonów. pomiędzy którymi przypadkowo oscyluje. Ca i sacharoza). Przepływ zgodny z gradientem stężeń łączy się z cząsteczką. Pompa wapniowa . pompa zmienia swoją konformację i obraca się przy jednoczesnej defosforylacji.Wewnętrzny skład jonowy komórki bardzo różni się od środowiska zewnętrznego. Błona wakuoli roślinnej: W wakuoli środowisko kwaśne (niewielka różnica potencjałów. Dzięki różnicy stężeń kationów Na wytwarza się różnica potencjałów. Ma ona wysokie powinowactwo do Na w 3 miejscach i 2 o niskim powinowactwie do potasu. Na zewnątrz znacznie więcej jest jonów Na. tworzy się kanał. pompa po defosforylacji wraca do poprzedniego położenia. Ca. przenoszone są na zewnątrz komórki lub do wnętrza ER. glukoza przenoszona na drugą stronę. Transport glukozy: Przenośnik ma 2 możliwe konformacje. niezbędna dla np. Glukoza przenika do naczyń krwionośnych dzięki uniporterom (zgodnie z gradientem stężeń). Transport w komórkach nabłonka jelita: Glukoza przenoszona jest ze światła jelita wraz z dwoma kationami Na (ich gradient zapewnia odpowiedni kierunek transportu). do środka dostają się jony Na. Do aktywacji pompy potrzebny jest magnez.) o antyporty (dzięki transportowi protonów zgodnie z gradientem stężeń.. a więc na zewnątrz wakuoli. łączą się z K. H. Pompa sodowo-potasowa zbudowana jest z 2 podjednostek (alfa i beta). NO3. przekaźnictwa nerwowego. Odzyskiwanie turgoru przez komórkę roślinną: W środowisku izotonicznym (ok. Odwrotny proces zachodzi w znajduje się dużo dwutlenku węgla. małe .15 M NaCl) komórka nie traci wody. 11 . Dwutlenek zostaje zamieniony na węglanową (?). czy to jest pęcherzyk płucny. który może zostać usunięty przez kanał. które usuwają z wody Hco3. 0.dwutlenku węgla). czy cos innego???) Woda rozszczepiana jest na H+ i OH-. Wiąże się tam z hemoglobiną. W środowisku hipertonicznym (np. Turgor komórka odzyskuje przez intensywne wypompowywanie protonów przez antyport (Na dostaje się wtedy do komórki). Aniony te są z komórki usuwane przez kanał.Tlen natomiast odłącza się od na zewnątrz. 0. Aniony Cl wpompowywane są przez antyporty. który zgodnie z gradientem "ucieka" na zewnątrz. Protony wydalane są z komórki dzięki antyportowi H+/K+ ATPazie (wyrzuca protony. a węgla dostaje się do erytrocytu i jony węglanowe przez anhydrazę następnie wydostaje się z komórki linii).Transport tlenu i dwutlenku węgla: W płucach tlen dostaje się do erytrocytów zgodnie z gradientem stężeń (duże ciśnienie tlenu. a do środka wpuszcza potas. a przez symport (białko 3 hemoglobiny i dyfunduje Utrzymywanie odpowiedniego ciśnienia osmotycznego w komórce zwierzęcej: (czy ktoś się przypadkiem nie orientuje. kapilarach: w środowisku mało tlenu.25 M NaCl) woda dąży do wyrównania stężeń i "ucieka" z komórki. Dzięki temu w komórce znajduje się więcej NaCl i woda wyrównuje różnicę stężeń wpływając do komórki. Jony HCO3 (które dostają się do komórki przez antyport przenoszący też anion Cl) zostają przez anhydrazę węglanową (?) rozłożone na wodę i dwutlenek węgla. Jony OH łączą się z dwutlenkiem węgla tworząc HCO3 i usuwane są z komórki jako jony węglanowe antyportem przenoszącym je wraz z jonami Cl (których jest dużo w środowisku). działają miejscowo.cząsteczki sygnałowe zawarte są w błonach komórkowych. Większość cząsteczek sygnalizacyjnych to hydrofilowe białka.hormony wydzielane sa do krwiobiegu i rozprowadzane po całym ciele. przekształcają sygnał chemiczny w elektryczny (zmieniaja potencjał transbłonowy) o metabotropowe . że receptorem jest enzym (w ten sposób działa np.komórka wydziela cząsteczki sygnalizacyjne i ma dla nich receptory nerwowa przez bezpośredni kontakt komórek . Receptory te są zwykle regulatorowymi białkami genów .współpracujące z białkami G o katalityczne . parakrynowa .transdukcja sygnału i jego losy w komórce. które musza połączyć się z receptorami znajdującymi się na błonie komórkowej komórki. które inicjuja lub hamują transkrypcję danego zestawu genów.po zaktywowaniu łączą się z sekwencjami regulatorowymi DNA. Kompleks ligand-receptor uruchamia określony proces. NO powodujacy rozszerzanie sie naczyń krwionośnych).Wykład IV: Hormony . o o o o o Sygnalizacja w organizmie: endokrynowa (hormonalna).mediatory lokalne wydzialane są do środowiska zewnątrzkomórkowego. autokrynowa . Zdarza się też. podczas determinowania losów komórek w rozwoju zarodkowym) Małe hydrofobowe cząsteczki sygnałowe (np. Receptory błonowe możemy podzielić na: o jonotropowe (czyli kanały jonowe bramkowane przekaźnikami nerwowymi) znajdują się w synapsach układu nerwowego oraz w komórkach mięśniowych.związane z enzymami 12 . hormony sterydowe i hormony tarczycy) przechodza przez błone komórki docelowej i wiążą się z receptorami w cytozolu lub jądrze. a receptory na błonach innych komórek (ważne np. zbudowany z 2 połączonych na stałe podjednostek. Receptory takie łączą się m.in. 1.cykliczne GMP. o o o o Receptory katalityczne: receptor będący kinazą tyrozynową: po dołączeniu liganda 2 receptory łączą się ze sobą i dzięki fosforylują się nawzajem .stają sie aktywne i moga fosforylować grupy tyrozynowe innych białek. z czynnikami wzrostu i insuliną!!! receptor będący cyklazą guanylową: powoduje powstawanie cGMP receptor będący fosfatazą tyrozynową: odcina grupę fosforanową od tyrozyny receptor będący kinazą serynowo-treoninową . 3'5' .2-diacyloglicerol.4. 1. które po połączeniu z ligandem fosforylują się nawzajem: fosforyluje grupy serynowe i treoninowe innych białek.Uaktywnione receptory metabotropowe i katalityczne przekazują sygnał dalej dzięki przekaźnikom II rzędu .5-trójfosforan inozytolu oraz jon wapnia. 13 .są nimi 3'5'-cykliczne AMP. kiedy cAMP przyłącza się do podjednostek 14 . kanałami jonowymi. Mechanizm działania cAMP: cAMP (przekaźnik II rzędu) łączy się z kinazą białkową zależną od cAMP która ma 2 podjednostki regulatorowe i 2 podjednostki katalityczne. Podjednostka alfa ma charakter GTPazy i po pewnym czasie hydrolizuje GTP do GDP. wtedy podjednostki znowu łączą się (sygnał sam się wyłącza .ale np. rodopsyna i receptory zapachu).. W organizmie znajdują sie receptory związane z białkiem G aktywne w zasadzie przez cały czas (takie.Mechanizm aktywacji białka G: Receptory współpracujące z białkiem G zbudowane są z białka 7-krotnie przeplecionego przez błonę komórkową (podobną budowę ma np. Receptor po połączeniu z ligandem zmienia konformację tak.). Do zatrzymania działania cyklazy adenylowej potrzebne jest wtedy działanie odpowiedniego inhibitora (np. fosfolipazą C. że zmusza białko G do odrzucenia GDP i przyłączenia GTP. prostaglandyny i adenozyny). ACTH i epinefryny). toksyna cholery sprawia. że GTP nie hydrolizuje!). jak receptory glukagonu. Wtedy rozpada się ono na 2 części: podjednostkę alfa i kompleks podjednostek beta-gamma mogą one swobodnie dyfundować wzdłuż błony i oddziaływać z celami w błonie komórkowej (np. cyklazą adenylową. beta i gamma.. Odpowiednie białko G łączy sie wtedy z efektorem i hamuje jego działanie. W stanie niewzbudzonym podjednostka alfa związana jest z GDP. Samo białko G zbudowane jest z 3 podjednostek: alfa. Sygnał jest bardzo mocno wzmacniany (amplifikowany) . zmianę potencjału i impuls nerwowy do mózgu. Połączenie insuliny z receptorem powoduje włączanie pęcherzyków do błony i uaktywnianie znajdujących się w nich transportery glukozy (więcej transporterów . jednak znacznie więcej jest ich w pęcherzykach wewnątrz komórki. pęcherzyki znajdują się w cytoplazmie i transportery w nich sa nieaktywne. W błonie znajdują sie transportery glukozy. Kinazy te fosforylują następnie białko IRS1. W komórkach siatkówki znajduje się białko rodopsyna zbudowane z opsyny oraz retinalu (lipid.więcej glukozy dostaje sie do komórki). i dalej kaskadę sygnalizacyjną. Podjednostka alfa łączy się z insuliną. pochodna witaminy A). Połączenie się receptora z insuliną powoduje wzajemną fosforylacje jej kinaz tyrozynowych. ono przyłącza się do białka Sos. Pod wpływem niewielkich nawet ilości światła retinal zmienia swoją konfigurację i powoduje wymianę cząsteczki GDP na GTP w transdukcynie (jedno z białek G). 15 . Kinaza jest enzymem dołączającym grupy fosforanowe pochodzące z hydrolizy ATP do AMP. zaś po wewnątrzkomórkowej stronie podjednostki beta znajduje sie motyw kinazy tyrozynowej. Po usunięciu insuliny ze środowiska błona z receptorami wpukla sie tworząc pęcherzyki. Powoduje ona zamknięcie kanałów jonowych. Działanie receptora insulinowego: Receptor insulinowy zbudowany jest z 2 podjednostek alfa i 2 transbłonowych podjednostek beta (połączone są wiązaniami dwusiarkowymi dzięki cysteinie). Jej podjednostka alfa aktywuje fosfodiestrazę cyklicznego GMP (cGMP -> GMP). Insulina reguluje intensywność transportu glukozy do komórki. które przyłącza sie do białka GRB2.dzięki temu oczy moga przystosowywać sie do ciemności.regulatorowych. kompleks rozpada się i podjednostki katalityczne stają się aktywne. a białko Sos łączy się z białkiem Ras itp. Jedno z białek G bierze też udział w procesie widzenia. Gdy nie ma insuliny. (patrz działanie czynników wzrostu). . które po drugiej stronie ma 2 grupy SH3 łączące sie z białkiem Sos (jedno z białek GEF .).albo odwrotnie. 16 . które fosforylują białka STAT (czynniki transkrypcyjne). Dalej . Ligandem jest tu interferon (IFN). PDGF = płytkowy czynnik wzrostu) posiadają w części zewnątrzkomórkowej domeny bogate w cysteinę.kaskada kinaz.. Grupy fosforanowe RTK łączą się z grupami SH2 białka GRB2.. z integrynami). Białko to powoduje aktywacje białka Ras. Raf fosforyluje kinazę MEK. Receptor przyłącza i fosforyluje 2 białka JAK. 2 połączone białka STAT dostają się przez pory do jądra i uruchamiaja transkrypcję.. EGF = naskórkowy czynnik wzrostu.Motyw kinazy tyrozynowej mają też białka FAK i SRC związane z płytką przylegania (m. Działanie czynników wzrostu: Receptory czynników wzrostu (np. Po połączeniu sie z ligandem 2 identyczne podjednostki łączą się ze sobą i następuje autofosforylacja kinaz. oraz cytokiny (odbierające informacje prowadzące do podziału komórki). uaktywnianie czynników transkrypcyjnych itp. a wewnątrz komórki motyw kinazy tyrozynowej (RTK). Aktywny Ras łączy się z kinazą serynowo-treoninową Raf.in. które stają się aktywne. która z kolei fosforyluje kinazę MAP. Rozkłada ona fosfatydyloinozytol 17 . ale zbudowanym z tylko 1 podjednostki (wg Albertsa.Aktywacja i dezaktywacja białka Ras Białko Ras jest jednym z białek G. B i G). bo zdaniem prof. M. Dezaktywacja następuje poprzez defosforylację przez GAP. z podjednostek alfa. Działanie fosfolipazy C: Białko G aktywować może także fosfolipazę C produkującą inne przekaźniki II rzędu. GEF (guaninbe nucleotide-exchange factor) wymienia GDP na GTP i aktywuje białko. Ras w formie nieaktywnej połączone jest z GDP. 5-trójfosforan inozytolu IP3 odłączający się do cytoplazmy. Jony Ca związane są z kalmoduliną! 18 . na diacetyloglicerol DAG (pozostający w błonie) i 1.4. Jony Ca także oddziałuja na kinazę C (jest ona więc aktywowana przez 2 przekaźniki). wapń dostaje się do środka i aktywuje receptor ryanodinowy. Istnieje 12 różnych kinaz C .znajdujący się w cytoplazmatycznym listku błony.moga być specyficzne tkankowo. DAG łączy się z kinazą C (w błonie). przekazuje on sygnał receptorowi ryanodinowemu w siateczce sarkoplazmatycznej. Rola jonów wapniowych: Jony wapniowe gromadzone są w ER. Uwalniane są do cytozolu przez: o kanały reagujące na IP3 o receptor dihydropirydynowy aktywowany przez napięcie w mięśniach szkieletowych. zaś IP3 wiąże się z kanałami wapniowymi w ER i otwiera je. a on wypuszcza jony na zewnątrz o W mięśniach gładkich otwiera się kanał wapniowy. Prawidłowe komórki mają wyłączoną ścieżkę Ras (chyba.10000).końce chromosomów zawierają powtarzające się sekwencje .cukry i fosrorany tworzą rdzeń cząsteczki. że w środowisku znajduje się czynnik wzrostu).zawiera sekwencje mające powinowactwo do białek akceptorowych łączących się z białkmi kinetochoru (umożliwia przyłączanie mikrotubul podczas podziału komórki).wyjątek stanowią nowotwory. bo wokół nich gromadzi sie wyprodukowane rRNA.zasada działania podobna do ścieżki Ras uwarunkowania historyczne . u ssaków działa tylko podaczas rozwoju zarodkowego. Budowa DNA: Genom . W genomie bakterii jest tylko 1 OR. w kolejnych stadiach rozwojowych erytrocytów zawęża się program rozwoju linii komórkowej). a zasady "sterczą" do środka i tworza wiązania między nićmi. Podjednostki rybosomów "składane" sa w jądrze (do rRNA dołączane są białka) i dopiero wtedy transportowane do cytoplazmy przez pory jądrowe. Na końcu nici nie ma miejsca na OR. Każde jej zakłócenia może spowodować nowotwór. stabilna helisa może reagować z białkami i podlegać replikacji.łącznik pomiędzy rozpuszczaniem otoczki jądrowej a tworzeniem wrzeciona). Jedyny przypadek.np. centromer . np. przyłącza szereg białek (fosfataz białkowych) zapobiegających niekontrolowanej replikacji. Enzym telomeraza ma część informacyjną o charakterze RNA. Cząsteczka składa się z 2 komplementarnych łańcuchów polipeptydowych. Nukleotydy połączone są przez cukry (dezoksyrybozę w DNA lub rybozę w RNA) i fosforany . jej różnicowania (np.mają koniec 3' i 5'. Sprawdzanie i korekta prawidłowości DNA jest konieczne dla funkcjonowania organizmu! 19 . telomeraza ma ograniczona aktywność . Wyspecjalizowane sekwencje DNA: miejsce inicjacji replikacji OR (origin of replication) miejsca rozpoznawane przez t-antygen (wrażliwe na kinazy związane z regulacją cyklu wzrostu). potem replikacje skracaja telomery (przyczyna starzenia się komórek) . Zespół cząsteczek DNA (1 cząsteczka = 1 chromosom).Wykład V: Budowa jądra komórkowego Ścieżki przekazywania informacji w komórce: ścieżka Ras (środowisko-komórka-jądro) . W jąderku znajduje sie fosfataza cdc14 potrzebna do funkcjonowania wrzeciona podziałowego (podczas mitozy przechodzi do kinetochorów.zależne od historii komórki. Są one spolimeryzowane .miejsca kodujące rRNA. ścieżka Ran (cytoplazma-jądro) . gdzie RNA stanowi matrycę dla DNA (telomeraza jest odwrotną transkryptazą)! miejsca przyczepu do lamin jadrowych organizatory jąderkowe (rDNA) . gdyż wpływa ona na regulacje podziałów i różnicowania komórki. Każda komórka diploidalna (większość organizmów zaawansowanych ewolucyjnie) ma 2 kopie każdego chromosomu: od ojca i od matki (chromosomy homologiczne). Możliwa też jest wymiana pojedynczego nukleotydu. u eukariotów wiele (człowiek . w których telomeraza ulega wtórnej aktywacji). Widoczne.patrz wykład IV. kawałek nie zostaje zreplikowany.umożliwiają prawidłowe funcjonowanie komórki po kilku cyklach replikacyjnych (w których końcówki są "niedorabiane") i chronią przed strawieniem. rozrzucone sekwencje kodujące tRNA Tylko prawidłowa. Uszkodzona nić moze podlegać wycinaniu i replikowaniu na podstawie nici komplementarnej. telomer . Polimeraza DNA odczytuje nić w kierunku od 5' do 3'. co umożliwia kierunkowość odczytu informacji. a zawartość jąderka rozprasza się w cytoplazmie .zestaw całej informacji genetycznej. Na tak przedłużonej nici może powstać starter i niedoreplikowany zostaje tylko kawałek sekwecji powtarzalnej. ale to może powodować mutacje w przypadku błędu). Podwójna helisa jest stabilna dzięki wiązaniom wodorowym między komplementarnymi zasadami (A-T i C-G). podłącza się do niedoreplikowanego końca i przepisuje informacje z RNA na DNA (wiele kopii tej samej sekwencji). 10% informacji genetycznej.ma on zdolnośc do acetylacji histonu H3 . W obrębie promotora znajduje się TATA box . o solenoid uporządkowany jest w pętle (supercoil) .włókna o średnicy ok.ułatwia 20 .potrzebne. np.75 razy).. Nawijanie i skręcanie DNA ma charakter pasywny (chromosom przyczepiony do lamin jądrowych i rdzenia białkowego -> miejsca SAR). Nukleosomy sa fazowane. H3 i H4). Białka strukturalne chromatyny: topoizomeraza II. mogą być potem wstawiane w inne miejsca genomu możliwość manipulacji genetycznych! o "śmieciowe" (junk DNA) . DNA zwinięte jest w spiralę.. gdyż nie były uszkodzone.nie zostały wyrzucone w trakcie ewolucji. Na każdym nukleosomie znajduje się 146 par zasad (nić nawinięta 1. centromerowe i telomerowe). o soleniod (coiled coil) . żeby promotor i części regulatorowe mogły się spotkać <LI>wstawkowe (transpozony). że może zachodzić transkrypja. Sekwencje często odczytywane. Sekwencje kodujące są rozsupłane na tyle. Upakowanie DNA: o nić nawinięta jest na rdzenie z histonów . Poprzedzone promotorami. H2B.podatne na wycinane przez DNAzę. tzn. że do czegoś służą."Zawartość" DNA: sekwencje zasad kodujących (ORF = open reading frame) .miejsce rozpoznawane przez czynniki transkrypcyjne. żeby mogły działać.niektóre białka wiążące mają powinowactwo do białek motorycznych mogących zwijać / rozwijac DNA. białka SMC (struktual maintenance of chromosome). U podstawy znajduje sie rdzeń białkowy (scaffold). W skład włókien chromatynowych wchodza też enzymy.składniki włókien chromatydowych. do którego DNA przyłączone jest sekwencjami SAR. w DNA łącznikowym około 50 par zasad. Na ich bazie powstaje RNA.. sekwencje niekodujace: o repetytywne . Modyfikatorem splecenia chromatyny jest HAT (histon acetylate transferaze?) . DNA musi utworzyć pętlę umożliwiającą kontakt aktywatorów z czynnikami transkrypcyjnymi i polimerazą. 2 systemy sekwencji kontrolnych enhansery i silansjery . topoizomeraza II rozplatająca zbyt zwiniętą nić DNA o Euchromatyna: średnica ok. poszczególne sekwencje genu musza być nawinięte w określonym miejscu nukleosomu (regulowane jest to przez system białek przesuwających ISWI).do nich przyłączają się białka regulatorowe.ok. Heterochromatyna: sekwencje nie odczytywane (np. Mogą znajdować się w znacznej odległości od genu. Budowa chromosomu interfazowego: U eukariotów DNA w interfazie ma charakter chromatyny: kompleksu DNA i białek. 30 nm.). lub dynamiczny . oraz sekwencje wiążące polimerazę RNA.. a tylko przestały być potrzebne (albo nie odkryliśmy. słabiej zespiralizowana. w której wnętrzu znajdują się histony H1 linkery). 300 nm.małych białek z dodatnio naładowanymi aminokwasami wiążącymi się ze szkieletem cukrowcowo-fosforanowym (oktamer tworzą po 2 histony H2A. a wewnątrz koszyk mogący wpuścić lub nie daną cząsteczkę. przez które mogą swobodnie przemieszczać się małe. aż trafi na czynnik transkrypcyjny. transkrypcję i syntezę pre-rybosomów. Zbudowane są one z tworzących pierścień białek zwanych nukleoporynami. Otoczone jest podwójną otoczką jądrową (2 współśrodkowe błony): jej błona zewnętrzna ma taką samą budowę jak ER i pozostaje w ciągłości z nim.. regulacja lokalizacji jądra w komórce regulacja przebiegu mitozy i położenia wrzeciona kariokinetycznego 21 .sposób na regulację!). W chromosom inkrustowana są też kondensyny. białek modelujących DNA (SWI. enzymów regulujacych replikację. takie jak białka. Regulowanie biosyntezy w innych przedziałach komórki: o enzymy i czynniki regulujące powstawanie rRNA na terenie jąderka o enzymy i czynniki transkrypcyjne TF regulujące transkrypcje mRNA o enzymy i czynniki regulujące powstawanie tRNA o enzymy i TF innych typów RNA wytworzenie i podtrzymanie funkcji otoczki jądrowej. Funkcje jądra: (z kserówki. Do jadra dostaja się w pełni sfałdowane (!) białka z odsłoniętą sekwencją NLS (inaczej nie łączą się z karioferynami . w którym znajduje się ogramna większość informacji genetycznej (trochę jest też w mitochondriach i plastydach). Z jądra przez pory wydostają się karioferyny. W ten sposób następuje przekazanie sygnału przez np. W jądrze oprócz DNA znajduje się macierz jądrowa zbudowana z nukleoplazmy oraz wielu różnych białek. moim zdaniem mocno pokręcone. Ścieżka może byc wyłączana przez łagodną proteolizę białek (usunięcie NLS powoduje inaktywację procesów jądrowych). Dostęp dla białek towarzyszących transkrypcji umożliwia białko SWI i ISWI. Kompleks rozpoznawany jest przez sensory poru jądrowego i wciągany do srodka (na koszt GTPazy Ran). wymagają specjalnego mechanizmu przechodzenia przez por. ścieżkę Ras (odpowiednia kinaza może dostać sie do jądra i uruchomić transkrypcję danego genu). hydrofilowe cząsteczki.. W jądrze receptor importu jądrowego odłącza się i przez por wraca do cytoplazmy (połączony z cząsteczkami mającymi sygnał eksportu jądrowego NES). acetyluje całe regiony. a wewnętrznaj znajdują się miejsca przyczepu dla chromosomów i lamin. wycinania intronów). W jądrze znajdują się plamki jądrowe (nuclear specles) . ISWI). tRNA. Jądro komunikuje się z cytoplazmą przy pomocy porów jądrowych. HAT przesuwa sie z nukleosomu na nukleosom.) semikonserwatywne odtwarzanie struktury i zawartości informacyjnej chromatyny (replikacja).miejsca do procesowania pierwotnego transkryptu (np. Na zewnątrz znajdują się włoski mające charakter sensorów. który go stabilizuje. W porach znajdują się kanały. m. Budowa jądra: Jądro to przedział komórkowy.białka wychwytywane w czasie replikasji z soku jądrowego.to dostępność dla transkrypcji. 2 zreplikowane nici utrzymywane są razem przez kohezyny . W jądrze znajduja sie też miejsca do modyfikowania pierwotnago transkryptu (spliceosomy). Białka mające dostać się do jądra muszą mieć sygnał lokalizacji jądrowej NLS (nuclear localization signal). Do takiej sekwencji aminokwasów przyczepia sie białko zwane receptorem importu jądrowego (karioferyna).in. Duże cząsteczki. mRNA oraz całe podjednostki rybosomów (rRNA z białkami). Pomiędzy molekułami DNA moga tworzyć sie wiązania (charakterystyczne dla euchromatyny ciałka PCG = Polycomb granuls). czynników trankrypcji. kontrola przejscia G1/sDNA: bez tego genu komórka wchodzi w mitozę bez replikacji. ISWI (białka modyfikujące strukturę DNA) i helikazami (białka rozplatające helikalną strukturę DNA).s-phase checkpoint niezakłócony przebieg całej jednorazowej replikacji genomu (dzięki ORC = origin replication complex. Aktywacja replikacji DNA: aktywacja kopleksu CDK 4/6 + cyklina D . degraduje pds 1 i cykliny. aktywacja CDK2 (jednej z cyklinozależnych kinaz. inhibicja przez rum 1. czyli białko reagujące z OR) stymulowanego aktywnością białka p53 (antyonkogen. który wraz z MYO powoduje aktywację kaspaz) rum 1 . regulowany przez MPF (fosforylacja przez cdc27).prtokinaza. generalnie jest to sygnał nieukończonej replikacji) aktywowana jest kinaza alarmowa ATM wstrzymująca przejście metafaza / anafaza przejście met / ana wiąże się z aktywacją łagodnej proteolizy proteasomowej przez aktywację APC cdc20 (anaphase promoting complex). retinoblastomy. którew blokuje replikację hamuje działanie białka MDM (inhibitor aktywności p53) aktywacja BAX (czynnika apoptozy.poliploidyzację cdc 13 (produkcja cykliny B) . czyli licencji do replikacji DNA. cdc27.kontroler przejścia met/ana (precocios dissociation of sister chromatids) APC . nie pozwala na aktywację białek doprowadzających do podziału komórki wtedy. składa się z cdc34. cut 4p.brak powoduje przedwczesne wchodzenie w replikację. MDM -> onkogeneza! Działanie białka p53: powoduje syntezę białka p21. dołączonej przed replikacją do wszystkich replikonów) demage checkpoint i topo II checkpoint w trakcie replikacji do chromatyny przyłączane są kondensyny (smc1 / smc3) i kohezyny (scc1 / scc3) .zapewniaja one łączność chromatyd po replikacji w przypadku pojawienia sie wolnych końców nici DNA (powstają przejściowo w wyniku aktywacji topoizomeraz rozcinających nici i łączących je tak. Geny kontrolujące przemienność faz sDNA i M: Mechanizm kontrolny zapobiegający pulweryzacji reguluje: 22 wejscie w fazę sDNA (rozpoczęcie replikacji) . kuliny cdc 4 i cdc 53 oraz z proteasomów.Wykład VI: Replikacja. żeby były mniej skręcone w trakcie syntezy DNA. gdy zachodzą błędy w strukturze DNA .gdy jest ich za dużo. nadekspresja . powoduje aktywację cdc25 (a on aktywuje MPF) pds 1 . z cyklina A tworzy SPF = Sinthesis Promoting Factor) i inaktywacja inhibitora p21 (blokuje T antygen. komórka ulega apoptozie. czyli "programowej" śmierci). translacja Replikacja: Warunki inicjacji replikacji i kontrola przejścia G1/S: destabilizacja nukleosomu (częściowa proteoliza) aktywacja T antygenu w OR (origin of replication). jego nadekspresja powoduje kolejne replikacje bez mitoz (a więc prowadzi do poliploidii) cdc 18 . Inhibitorami SPF są również białka p16 / p18 zależne od ścieżki Ras! Mutacja p53. interakcja z SWI.kontroler równowagi napięć w płytce metafazowej.mutacja powoduje brak MPF (brak mitoz) i poliploidyzację cdc 20 . transkrypcja. uczestniczy w syntezie białka snRNA (small nuclear RNA) . 2. zaś na drugiej nici (opóźnionej) .W procesie biosyntezy białka pośredniczy między mRNA a aminokwasami w odczytywaniu kodonów (trójek kodujących określony aminokwas) rRNA . Budowa fragmentów Okazaki rozpoczyna się od startera i kończy na poprzednim). która tworzy pierścień wokół DNA i wiąże polimerazę. SPF fosforyluje T antygenu na kluczowej treoninie PP2A defosforyluje T antygen na kluczowej serynie Rozpoczęcie replikacji (ssaki): podłączenie helikazy TOP1. Startery usuwane są przez nukleazę. Łańcuch na nici wiodącej biegnącej od 3' do 5' dobudowywany jest w sposób ciągły. fragmenty Okazaki). usuwa go (aktywność nukleazy) i na jego miejsce wstawia następny. prymazy RNA. polimerazy gamma. Powstają widełki replikacyjne. białka destabilizacji. Na nici opóżnionej uwalnia DNA po każdym zakończeniu fragmentu Okazaki.po każdym wbudowaniu nukleotydu sprawdza. powoduje unieczynnienie białka p53 i uwolnienie p21 z T antygenu oraz aktywację transkrypcji białek. wyciszacza primera RNA. podłączenie CDK + cdc45 .stanowi "matrycę" do produkcji białek tRNA . ligazy. umożliwiając jej ruch wzdłuż matrycy. Nić opóżniona zwinięta jest w ten sposób.w sposób nieciągły (powstają tzw. następuje remodelowanie chromatyny. syntezę cykjliny E i jej aktywację. Polimeraza DNA katalizuje przyłączanie nukleotydów do łańcucha (dobudowuje od 5' do 3'!!!). Naprawcza polimeraza DNA uzupełnia te miejsca. też antyonkogen). fosforylacja białka retinoblastoma (Rb. Prymaza syntetyzuje krótki fragment RNA służący jako starter.inicjacja replikacji! Przebieg replikacji: W miejscach OR rozplatanie nici przez topoizomerazę II i helikazę. Oddziela od siebie nici. starter). Nić rozpleciona stabilizowana jest przez białka SBB. białka SBB wiążą jednoniciowy DNA i zapobiegają ponownemu łączeniu się nici. która buduje krótki fragment RNA (tzw. że polimeraza tworzy jeden kompleks z helikazą i prymazą.uczestniczą w splicingu pre-mRNA. Przed polimerazą DNA znajduje się ruchoma obręcz. Podłączane są kohezyny CSS 1/3 i kondensyny SMC 1/3 (białka mające za zadanie łączyć 2 nici DNA). Ligaza DNA łączy sąsiadujące ze sobą fragmenty. Jeśli nastąpił błąd.wraz z białkami tworzy rybosom. Aparat replikacyjny: 1.. czy jest on prawidłowy. Transkrypcja: Rodzaje RNA: mRNA . helikaza przesuwa się wzdłuż DNA i rozplata helikalną strukturę (ATP -> ADP). Do rozpoczęcia dobudowywania (w OR i na początku każdego fragmentu Okazaki) potrzebna jest prymaza. 23 . transporcie białek do ER i innych procesach. 3.. polimerazy PCNA. Polimeraza DNA ma zdolnośc do autokorekty (redagowania) . rRNA i snRNA nie podlegają translacji! (ale w niej uczestniczą). W efekcie trankrybowany DNA wygląda jak choinka (bo proces zachodzi w wielu miejscach). Histony H3 muszą zostać zacetylowane przez HAT (enzym ten przesuwa się po DNA. osłania to ostatnie sekwencje). dzięki której oddziaływują one z kompleksem czynników transkrypcyjnych i polimerazy RNA. Wiążą się one ze specyficznymi sekwencjami DNA (silansjerami i enhanserami). Wtedy enzym uwalnia się z kompleksu i rozpoczyna trankrypcję. u Eucaryota powstające mRNA musi zostać odpowiednio zmodyfikowane przed "użyciem". Transkrypcja przebiega zawsze od 5' do 3'. które tworzą jednostkę ekspresji (jednostkę umożliwiającą utworzenie specyficznego. Wydłużanie następuje aż do sekwencji terminacji (stop) wtedy polimeraza uwalnia DNA i RNA. funkcjonalnego produktu ostatecznego w postaci cząsteczki RNA lub polipeptydu). a 1 inhibitor może hamować wiele procesów. które mogą znajdować się daleko od promotora . Czynniki transkrypcyjne mają za zadanie prawidłowo "ustawić" polimerazę RNA. Gen . Dojrzewanie pre-mRNA: 24 W wyniku transkrypcji powstaje RNA zawierające zarówno sekwencje kodujące (eksony). jedna z nici staje sie matrycą. mogą mieć powinowactwo np. gdy trafi na kompleks towarzyszący promotorowi). Obok przyłączają się pozostałe czynniki transkrypcyjne i polimeraza RNA. Modyfikacja końca 3' .W obrębie promotora znajduje się TATA box (miejsce bogate w adeniny i tyminy).zespół lub kombinacja odcinków DNA. z którym tworzy silny kompleks. jak i niekodujące (introny) . które rozpoznawane jest przez czynnik transkrypcyjny TF II D. Promotory są asymetryczne. pomagaja w rozdzieleniu 2 nici i uwalniaja ją z promotora w momencie rozpoczęcia transkrypcji. .powstawanie ogona poliA (poliadenylacja. . W obrębie genu znajdują się: promotor. do białek motorycznych (dzięki temu mRNA może byc transportowany do określonych miejsc w komórce i dopiero tam powstaja białka). które wiążą się z białkami regulatorowymi (represorami hamującymi transkrypcję lub aktywatorami powodującymi ją). W obecności wszystkich potrzebnych białek jeden z czynników transkrypcyjnych fosforyluje polimerazę. Powstaje fragment RNA połączonego z DNA (ale szybko się odłącza). U Procaryota w obrębia genu znajdują się wyłącznie sekwencje kodujące. Po utworzeniu kompleksu polimeraza RNA rozplata DNA. terminator i sekwencje regulatorowe. Przebieg transkrypcji u Eucaryota: Rozplecenie krótkiego odcinka dwuniciowej helisy DNA konieczne jest remodelowanie jej struktury. jednostka transkrypcyjna. Białka regulatorowe działają w zespołach (kontrola kombinatoryczna) .powstawanie tzw.transkrypt pierwotny.DNA tworzy pętlę. rozpoczyna się synteza komplementarnego RNA. więc zawsze brana jest pod uwagę ściśle określona nić. tRNA.np. Modyfikacja końca 5' . aż napotka miejsce promotorowe (zawiera sekwencje stanowiące informację o miejscu startu transkrypcji). Istnieją sekwencje. Za kodonem stop znajdują się sekwencje informacyjne (3' UTR = untraslated region). brak jednego z wielu powoduje brak transkrypcji. acetyluje histony aż do chwili. czapeczki (7-metyloguanozyna na początku transkryptu). Przebieg transkrypcji u bakterii: Cząsteczka polimerazy RNA asocjuje się z cząsteczką DNA i przesuwa się po nim. Dzięki istnieniu odwrotnej transkryptazy mozna "przepisać" mRNA na DNA. Końce eksonów łączą się. Dołącza się kompleks białek i snRNA (snRNP = small nuclear ribonucleoprotein). 5sRNA .kodonem inicjującym AUG kodującym metioninę). Polimerazy RNA: polimeraza I . U6-RNA.. 5sRNA i mRNA (przyczepione sekwencją starterową .bierze udział w transkrypcji rRNA w jąderku.. tworzą z niego "lasso". Translacja: Przebieg tranlacji: mRna transportowane jest do cytoplazmy przy pomocy białek motorycznych dołączonych do sekwencji 3' UTR Na terenie cytoplazmy łączą się 2 podjednostki rybosomalne (mała i duża). z którego kolejno wycinane są sekwencje niekodujące. Splicing rRNA: Sekwencje kodujące poszczególne rodzaje rRNA stanowią zawsze fragmenty tego samego genu i ułożone są zawsze w tej samej kolejności: 18s rRNA. typu komórki) mogą powstawać różne białka (alternatywny splicing). Fizycznie zbliżają one do siebie końce intronów. polimeraza II .) Gotowe.transkrypcja mRNA podlegającego translacji i bogatego w uracyl U-RNA (to samo. które odpada i ulega degradacji. 25 .małe RNA uczestniczące w transporcie i translacji. Jest to bardzo przydatne w warunkach labolatoryjnych. 5. Splicing .usuwanie intronów odbywa się w specles.tRNA. Introny zawierają krótkie sekwencje będące sygnałami do ich usuwania. Inne modyfikacje (delecje. RNA działa jak enzym!!! Eksony mogą źle się złożyć .to jeden z mechanizmów ewolucji! Z tego samego genu w zależności od warunków (np. co snRNA) biorącego udział w wycinaniu intronów polimeraza III .8s rRNA i 25s rRNA. dojrzałe mRNA może ulec translacji. gdyż otrzymujemy DNA zawierające wyłącznie regiony kodujące (cDNA). przegrupowania. W wyniku transkrypcji powstaje pierwotny transkrypt 35s. U Eucaryota potrzebne są do tego czynniki inicjujące. tRNA ma kształt koniczynki.na miejsce P. Wtedy karboksylowy koniec łąńcucha peptydowego / aminokwasu przenoszony jest z tRNA w miejscu P na tRNA w miejscu A (dzięki peptydylotransferazie tworzy z aminokwasem wiązanie peptydowe). 26 Do tego kompleksu przyłącza się tRNA z odpowiednim aminokwasem. Wtedy rybosom uwalnia mRNA i rozpada się na podjednostki. Jest to sprzężone z przesunięciem się podjednostek względem siebie . UAG. a tRNA z peptydem . Mała podjednostka przesuwa się o 3 nukleotydy (wraca do pozycji wyjściowej). . Do zwolnionego miejsca A przyłącza się kolejny tRNA. Z sekwencją tą wiążą się czynniki uwalniające (białka). E = exit). tRNA z miejsca E opuszcza rybosom. Pierwszy tRNA przyłącza się w miejscu A i przesuwa się na miejsce P. P = peptydylo-tRNA. aż w miejscu A znajdzie się kodon stop (UAA. Powtarza się to do chwili. Cykl rozpoczyna się na nowo.wtedy wolne tRNA przesuwa się z P na E. UGA). które zmieniają aktywność peptydylotransferazy (uwalnia białko do cytoplazmy). która na górze ma antykodon. Rybosom zawiera 4 miejsca wiązania RNA: jedno dla mRNA i 3 dla tRNA (A = aminoacylotRNA. czyli miejsce mające powinowactwo do trójki nukleotydów mRNA kodujących określony aminokwas oraz miejsce akceptorowe na końcu 3' przyłączające aminokwas odpowiadający sekwencji nukleotydów. Zwykle pierwsza powstaje sekwencja sygnałowa o długości 21 aminokwasów. np. walina. np. w którym w odpowiedniej kolejności zlokalizowane są odpowiednie enzymy (może też służyć po prostu jako łącznik przestrzenny). po przyłączeniu hamuje translację). Niektóre (np. Już podczas syntezy wchodza w kontakt z chaperonami (tworzącymi "beczułkę chaperoninową"). których miejscem przeznaczenia jest cytoplazma. cysteina. Białka zlokalizowane w cytoplazmie. W pewnym momencie peptydaza sygnałowa (ze światła ER) odcina sekwencję sygnałową (wypada ona wtedy do cytoplazmy i ulega degradacji). seryna. Białka mogą być też kierowane do mitochondriów i plastydów. Proteosomy to cylindry z proteaz rozkładających białka. białka linearne mogą formować się w białkach o kształcie rynienki. Sekwencja sygnałowa dostaje się do kanału translokacyjnego. zawierają tylko niewielką część katalityczną . kotranslacja. Translacja rozpoczyna się. Białko zostaje w ten sposób w świetle ER. wznowienie translacji. Fałdowanie może też nastąpić samoistnie lub przy udziale innych białek (np. Do umieszczania białek w we wnętrzu błony / pęcherzyka lub zakotwiczania ich w błonie służy tzw. Białko może być przeplecione przez błonę raz lub kilka razy: wtedy w pewnym momencie pojawia sie sekwencja stop- 27 . gdy połączą się obie podjadnostki rybosomu oraz mRNA. alanina. zabezpieczające przed strawieniem. glicyna.reszta to sekwencje regulacyjne.do określonych aminokwasów (lizyn) dołączana jest ubikwityna. który wiąże SRP i rybosom (wtedy otwiera się w nim kanał translokacyjny). enzymy proteolityczne) muszą zajmować określone kompartmenty i być oddzielone od reszty komórki. podlegają poliubikwitynacji . Białka błonowe syntetyzowane są przez rybosomy przyczepione do szorstkiej siateczki endoplazmatycznej. Do niej dołącza się peptyd sygnałowy SRP (cząsteczka rozpoznająca sekwencję. Przyczyny niszczenia białek: Białka nieudane. "Nieudane" białko: o jest niewłaściwie sfałdowane o ma zgrupowanie lizyn "na wierzchu" o pierwszym aminokwasem jest metionina. moga trawić potrzebne cząsteczki. determinujące powinowactwo do innych struktur itp. treonina. mogą dopasowywać się jak puzzle lub skręcać naokoło siebie).Wykład VII: Losy białek w cytoplazmie Losy białek w cytoplazmie: Białka cytoplazmatyczne: Białka. Syntetyzowany polipeptyd dostaje się do środka tworząc pętlę (bo sekwencja sygnałowa pozostaje w kanale). Białka błonowe i pozostające wewnątrz pęcherzyków: Nie wszystkie białka mogą swobodnie pływać sobie z cytoplazmie. Potrzebne jest też 7s RNA. źle sfałdowane. Zamykany jest kompleksem białkowym ("wieczkiem"). Kompleksy białkowe mogą tworzyć się przy pomocy białka scaffold o kształcie grzebienia. gdyż np. SRP wraca do cytoplazmy. Białka przeznaczone do degradacji wciągane są do wnętrza cylindra (ale muszą mieć "sygnał" w postaci ubikwityny!). różne enzymy. Niektóre białka zawierają sekwencję NLS (nuclear localization signal) i transportowane są do jądra przez pory w otoczce. które chronią je przed strawieniem i wymuszają odpowiednie sfałdowanie (konformację). produkowane są wprost do niej. W błonie znajduje się receptor SRP. która "kieruje" białko do proteasomów. TGN jest fragmentem najbardziej pofałdowanym. Po odcięciu peptydu sygnałowego białko pozostaje w błonie. a od strony błony komórkowej strona trans (TGN = trans Golgi network). układa się w kulę o określonej średnicy .zawierają one sygnał transportu rozpoznawany przez receptory cargo w przedziale wyjściowym (umożliwia wychwytywanie odpowiedniego "ładunku" do transportu). tworzy siateczkę o układzie pseudokrystalicznym. odcinany dzięki dynaminie (GTP -> GDP). tu właśnie następuje "sortowanie"produktów . Od strony siateczki endoplazmatycznej znajduje się strona cis (CGN = cis Golgi network). Jego główną rolą jest "segregacja" białek i ich modyfikacja (dodawanie grup węglowodanowych do przyszłych glikoprotein). Zostaje ona uwolniona z kanału poprzez jego boczne otwarcie i zakotwiczona w błonie (równocześnia odcinana jest sekwencja sygnałowa). Fuzję powoduje połączenie się go z odpowiednim T-SNARE na powierzchni błony docelowej. Płaszcz z błoną wiążą adaptyny . Klatryna należy do triskelionów. Pęcherzyki dostają się do aparatu Golgiego od strony cis. Pęcherzyk powstaje jako dołek opłaszczony klatryną. COP II kieruje do aparatu Golgiego). białka Rab?) niosące informację o tym. Rola aparatu Golgiego: Aparat Golgiego jest systemem cystern i pęcherzyków.nie pozwala na tworzenie dużych pęcherzyków. 28 . wewnątrz cysterny. Translokacja zostaje rozpoczęta ponownie przez sekwencję start-transfer itp. Znajdują się też na nim białka COP (np.transfer. z lizosomem lub błoną komórkową).np. Na powierzchni pęcherzyka znajdują się znaczniki molekularne V-SNARE (np. tworzone są lizosomy z zamnkniętymi w nich enzymami proteolitycznymi. "przechodzą" przez cały aparat Golgiego i są wydzielane przez TGN. z czym ma się połączyć dany pęcherzyk (np. Wszystkie pęcherzyki odpączkowujące od błon (nie tylko aparatu Golgiego) są opłaszczone (otoczone płaszczem białkowym z klatryny). uwypukla się. następuje degradacja zawartości fagosomu).. tworzy się fagosom pierwotny. pH około 5. Ferrotransferyna połączona jest (trwale!) z receptorem znajdującym się w błonie (w jamce pinocytarnej). Dzięki pompie wodorowej w środku środowisko kwaśne. Endocytoza receptorowa cholesterolu: LDL (low density lipoprotein) i cholesterolu. pęcherzyk z fosfolipidów cholesterol związany z kwasami białko. Oddzielają się pęcherzyki wtórne z apotransferazą związaną z receptorem. tworząc ferrotransferynę. Egzocytoza. Wchłanianie i transport przez błonę pęcherzyka strawionego materiału lub włączenie np. Endocytoza receptorowa jonów żelaza: Jony Fe3+ (znajdujące się w osoczu krwi) łączą się z apotransferyną. powrót pęcherzyka do błony komórkowej. liposom. szczątki komórkowe itp): Komórka wytwarza wypustki. którymi otacza cząstkę. uwolnienie niestrawionych resztek. apotransferaza wraca do osocza. w jamce pęcherzyk (liposom). które może spowodować odłączenie liganda od receptora) pęcherzyki zostają odpłaszczone i łączą się z miejscem przeznaczenia. a żelazo redukuje się do Fe2+ i trafia do cytozolu. wpukla się Zakwaszenie i odpłaszczenie endosomem. połączenie z 29 . Fagocytoza (duże cząsteczki. fuzja. LDL (transbłonowy. Fagosom pierwotny łączy się z lizosomem -> powstaje endosom = fagosom wtórny (zespół cewek i pęcherzyków. W chwili przyłączenia jonu tworzy się pęcherzyk opłaszczony klatryną. cholesterolu do ścianki pęcherzyka i odwodnienie (kurczenie sie pęcherzyka) lub mikropinocytoza (odłączanie się wtórnych pęcherzyków). powrót receptorów do stanu wyjściowego (bo zmiana pH). Następuje odpłaszczenie. w środku środowisko kwaśne.Endocytoza: Pinocytoza (płyn i małe cząsteczki): cząsteczki wiążą się z receptorem na powierzchni komórki wnikają do środka jako kompleks z receptorem (tworzą się dołki i pęcherzyki opłaszczone klatryną) dzięki działaniu pompy wodorowej (H+ ATPazy) w środku środowisko kwaśne. zawierający tłuszczowymi (zestryfikowany) i Białko LDL łączy się z receptorem opłaszczonej klatryną). pęcherzyka. receptor LDL wraca na powierzchnię komórki . Pęcherzyk wraca do błony komórkowej. Następuje hydroliza estrów cholesterolu i włączenie go do ścianki pęcherzyka. 30 . .albo odwrotnie. Po połączeniu się z ligandem 2 identyczne podjednostki łączą się ze sobą i następuje autofosforylacja kinaz. Białko to powoduje aktywacje białka Ras. pod wpływem układu odpornościowego.. PDGF = płytkowy czynnik wzrostu) posiadają w części zewnątrzkomórkowej domeny bogate w cysteinę.. a wewnątrz komórki motyw kinazy tyrozynowej (RTK). komórki "błon" między palcami w rozwoju zarodkowym.. która z kolei fosforyluje kinazę MAP. które po drugiej stronie ma 2 grupy SH3 (SRC3 domain) łączące sie z białkiem Sos (jedno z białek GEF . EGF = naskórkowy czynnik wzrostu. Dalej .Wykład VIII: Losy komórek w organizmie Kategorie komórek: Losy komórek w organizmie determinowane są zarówno przez czynniki zewnętrzne (np. 31 .treoninowym -> czynniki transkrypcyjne -> nowe białka). komórki eliminowane na drodze apoptozy (samozniszczenia). Raf fosforyluje kinazę MEK. pod wpływem szlaków przewodzenia w układzie nerwowym.kaskada kinaz (umieszczonych w białkach scaffold synchronizacja działania). Komórki "uśpione" w fazie G0. które stają się aktywne. jak i wewnętrzne. Działanie czynników wzrostu: Receptory czynników wzrostu (np. np. uaktywnianie czynników transkrypcyjnych itp. Komórki embrionalne ..po zróżnicowaniu niezdolne do proliferacji (różnicowanie się dzięki czynnikom różnicowania TGF i ich receptorom .). Aktywny Ras łączy się z kinazą serynowo-treoninową Raf. zdolne do ponownej proliferacji w określonych warunkach (komórki macierzyste).znajdujące się w fazie G1 i dzielące się pod wpływem lokalnych czynników wzrostu (receptory typu RTK = kinazy tyrozynowe) Komórki różnicujące się . Grupy fosforanowe RTK (kinazy tyrozynowej) łączą się z grupami SH2 (SRC 2 domain) białka GRB2..kinazom serynowo . czynniki wzrostu). Ścieżka związana z kinazą tyrozynową.działają na receptory inhibowane dotąd przez białko H sp 90 .np.Sygnalizacja w komórce: Na komórkę oddziaływują czynniki zewnętrzne powodujące zmiany aktywności enzymów (zwłaszcza kinaz i fosfataz). receptory beta-adrenalgiczne ( wzrost stężenia cAMP aktywuje kinazę A. zmiany w programie transkrypcji genów i w szeregu innych funkcji. Antyonkogeny! . kwas retynowy.in. zmiany w cytoszkielecie. witamina D . a czynniki wzrostu lub proliferacji z białkami G (ścieżka Ras). która powoduje aktywację ścieżki glikolitycznej aktywacja syntazy glikogenu).pozytywne sprzężenie (somatostatyna ma aktywowany przez cAMP region wiążący do DNA .: o cyklaza guanylowa stymulowana przez NO (powoduje relaksację skurczu mięśnia) o hormony sterydowe. Neurotransmitery związane są z kanałami jonowymi w błonie. o białko p53 i związane z nim p21 (biorą udział w "sprawdzaniu" prawidłowości genomu i ewentualnym wstrzymaniu replikacji).powodują transkrypcję genów Ścieżka związana z białkiem G: o receptory podwyższające poziom cAMP . receptory hormonalne alfa-2adrenergiczne . który ufosforylowany przez kinazę A stymuluje transkrypcję somatostatyny). wiele receptorów błonowych z enzymami.blokują cyklazę adenylową (spadek stężenia cAMP) lub otworzenie kanałów K+ i wygaszenie bodźca elektrochemicznego. o receptory obniżające poziom cAMP . Czynniki o charakterze molekuł sygnalizacyjnych muszą połączyć się z odpowiednim receptorem w błonie lub cytozolu. Receptory działające w cytozolu to m. które pod wpływem mutacji stają się onkogenami).np. CRE rozpoznawany przez czynnik transkrypcyjny CREB.CRE = cAMP response element. komórki syntetyzujące somatostatynę . hormon tarczycy. Regulacja cyklu komórkowego: 32 Kontrola replikacji (checkpoint G1/S): Inhibitorami kompleksu SPF (cdk 4/6 i cyklina D) są: o białka p16 i p18 związane ze ścieżką Ras. Każda mutacja w tej ścieżce może prowadzić do nowotworu!!! (geny kodujące białka biorące w niej udział są protoonkogenami. dopiero wtedy dochodzi do replikacji. 33 . Kontrola wejścia w mitozę (checkpoint G2/M): o MPF (mitosis promoting factor) CDK1 i cyklina B.o o o o o Białko retinoblastoma . defekt w białku myc (związanym z czynnikiem apoptozy) defekt w cyklinie D lub innych cyklinach regulujących fazę S. Inhibitorem cdc25 jest białko p53 aktywowane przez kinazę alarmową ATM (kontroluje. białka p16 i p18 -> powoduje ciągły sygnał do podziału). o Musi zostać zdefosforylowany przez fosfatazę tyrozynową cdc25 (aktywowana przez polokinazę w potencjalnych biegunach wrzeciona). niszczy inhibitory cyklu i wczesne cykliny.kontroluje prawidłowość DNA. białka Ras. na APC (anaphase promoting complex.wpływa na działanie białka p53 i p21 (fosforylacja retinoblastomy powoduje unieczynnienie p53 i uwolnienie p21 z T antygenu). powoduje nieodwracalność cyklu). W fazie G1 działaja cykliny D i E ("włącza" syntezę DNA). retinoblastomy i białka p53 (lub p21).jej wędrówka z kinetochoru jest warunkiem prawidłowej cytokinezy. który aktywuje inną ligazę (niszczącą MPF). o Następuje degradacja cyklin D i E. czy nie ma wolnych końców nici DNA wskazujących na niedokończoną replikację). receptora dla czynnika wzrostu. Cytokineza / G1: o tworzenie ORC o degradacja cykliny B o Białka bub regulują uwalnianie fosfatazy ser/thr defosforylacja CKI (?) o Warunki zaistnienia onkogenezy: Warunkiem koniecznym jest mutacja ścieżki Ras (np. Kinaza alarmowa ATM . Przełączenie z proteolizy SCF (ligaza ubikwitynowa. jest również inhibitorem kaspaz (zapobiega apoptozie). mutacja kinazy alarmowej ATM (ma ją większość komórek nowotworowych). W fazie S działa cyklina A (prowadzi do aktywacji cykliny B). Kontrola rozchodzenia się chromosomów (checkpoint ana/met): o zmiana APC cdc20 na APC cdh1 o degradacja polokinazy i inaktywacja cdc25 o surwiwina . Te 3 ścieżki muszą się zgadzać. Szlaki uruchamiające appoptozę: Czynniki śmierci: ligandy decydujące o śmierci komórki . Powodują. cytokiny . zanim zostaną zaktywowane trimery). białka BCL2 (inaktywują naczelne kaspazy) 34 .szlak używany w rozwoju zarodkowym do niszczenia niepotrzebnych komórek i do degradacji inhibitorów TF w komórkach (aktywacja kinazy. X) inhibitory topoizomeraz zewnętrzne antyoksydanty brak kontaktu komórki z podłożem lub jego modyfikacja pobudzenie receptorów przez cytokiny (ścieżka Fas) lub TNF pobudzenie uwalniania Ca2+ do cytozolu i aktywacja PKC Istnieją 3 systemy wykonawcze: ujawnienie fosfatydyloseryny po zewnętrznej stronie błony komórkowej pod wpływem uwolnienia Ca2+ do cytozolu stanowi sygnał.czynniki martwicy nowotworowej TNF (tumor necrosis factor).umożliwiają zniszczenie zmutowanych komórek. ale nie przekazują dalej sygnału. udarach mózgu.Apoptoza: Apoptoza to śmierć komórki poprzez aktywację kaskady enzymów proteolitycznych (naczelna kaspaza ICE aktywuje kolejne) niszczących białka. aktywacja p21). nadprodukcja nadtlenków. Uszkodzenie mitochondriów . Receptory (TNFR): o trimery . Nie powoduje stanu zapalnego (bo nie zostaje mechanicznie zniszczona. a włączenie systemu kaspaz. Przebieg apoptozy: proteoliza mitochondriów (chroniące białko . zmiany w jądrze (retinoblastoma. p53. np.powoduje wznowienie transkrypcji) pod wpływem stresu następuje wyłączenie proteasomów ("normalnych").aktywacja ICE degradacja jądra (nukleololiza i liza chromatyny) Istnieją mechanizmy zabezpieczające przez zbyt łatwym wchodzeniem w apoptozę . Myc).wychwytują TNF. po prostu "zapada" się i kurczy). że inne komórki powinny ją sfagocytować (układ odpornościowy) sygnały od innych komórek . np. która aktywuje proteolizę inhibitorów . interleukiny.uruchamiają ścieżkę odporności o sieroce (pojedyncze) . Zmiany w cytoplazmie (np.przerwanie łańcucha oddechowego.surwiwina. Sygnały powodujące wejście komórek w apoptozę: brak czynników wzrostowych uszkodzenie DNA (np.. że komórka nie reaguje na małe ilości czynników (muszą się najpierw wysycić.. w w chorobach neurodegeneracyjnych.BCl-2) cytoliza i proteoliza . brak ATP. przez naświetlanie promieniowaniem UV. gamma. beta. zbudowana z 2 komplementarnych nici. małych cząsteczek.5s). psaI. ale jego pojemność jest zbyt mała (nie koduje wszystkich występujących w chloroplastach białek). fitochrom (niebieski barwnik fitochromobilina + białko apoproteina. Psilotum. 4. rRNA i białka rybosomalne). Geny rRNA ułożone są zawsze w tej samej kolejności (16s. psbH. III. np. psII -> psbA-F.czynniki inicjacji translacji. stromę i światło tylakoidów. IV). Większość jest kodowana przez jądro. psaC. ma aktywnośc kinazy białkowej). 5s. F0: I. pSSU (pre-SSU) . Replikacja zewnętrznej następuje zgodnie z ruchem wskazówek zegara. jonów.mała podjednostka rubisco. DNA chloroplastu: Pełna sekwencja DNA znana jest u 8 roślin lądowych (np. psaJ.. wszystkie tRNA. (reszta w jądrze) o 6 podjednostek syntazy ATP (F1:alfa. W DNA znajdują się 2 sekwencje niepowtarzalne kodujące białka (LSC = large single copy i SSC = small single copy) przedzielone dwoma sekwencjami IR = inverted repeat (sekwencje powtarzalne kodujące tRNA. kukurydza.kanały wodne przepuszczalne dla wody. na podstawie którego syntetyzowane są białka chloroplastu (np. cytf. Cząsteczka DNA jest kolista. pLHCP transportowany do tylakoidu). Budowa chloroplastu: Chloroplast to bryła otoczona 2 błonami (zewnętrzna zawiera poryny . tytoń. pomiędzy nimi często tRNA. w chloroplaście łączy się z LSU i tworzy enzym. sosna czarna. małe podjednostki kodowane są przez genom jądrowy o polipeptydy fotosystemów błon tylakoidów: psI .>psaA. W chloroplaście znajduje się 20- 30 identycznych nukleoidów. psbK-N o 4 geny polipeptydów kompleksu cytb6/f -> cytb6.nie ma ich w epidermie z wyjątkiem aparatów szparkowych). ryż. koduje około 10% białek.Wykład IX: Chloroplasty Chloroplasty znajdują się wyłącznie w komórkach roślinnych (w różnego typu miękiszu . Druga polimeraza jest całkowicie kodowana w jądrze. podjednostki IV i V. Białka te uruchamiają transkrypcję mRNA. ekspresja genów często następuje pod wpływem światła . podjednostki polimerazy RNA. DNA chloroplastowe zawiera około 130-140 genów. DNA chloroplastowe zawiera: geny związane z aparatem genetycznym . GT-I).. eta. geny aparatu fotosyntetycznego: o rbcL . o podjednostki dehydrogenazy NADH 35 . kryptochrom (pochłania światło niebieskie). Chloroplast zawiera więc 3 przedziały: przestrzeń międzybłonową. syntetyzowana w cytoplazmie i transportowana na teren plastydu.uaktywnia ono fotoreceptor. 23s. Środek wypełnia stroma (zawiera wiele enzymów i skrobię) i stosy tylakoidów ułożonych w grana (ich wnętrza są ze sobą połączone).koduje dużą podjednostkę rubisco (karboksylazy rybulozodifosforanu). około 1/3 białek podjednostek rybosomalnych. Tylakoidy zespolone w grana i niezespolone (międzygranowe) różnią się składem błon! Chloroplasty (i mitochondria) to organella semiautonomiczne posiadają własny genom. 4 rodzaje RNA. psaB. psbI. porostnica) i 6 glonów. wewnętrzna zawiera przenośniki elektronów).Fotoreceptor aktywuje białka regulatorowe trans (GBF. wewnętrznej w drugą stronę. ale zachodzi pod jego kontrolą (większośc lub wszystkie enzymy biorące udział w replikacji kodowane przez genom jądrowy!) Większość genów chloroplastowych tworzy policistronowe jednostki transkrypcyjne (operony geny ułożone są obok siebie i razem transkrybowane) . splicing.Cechy struktury genomu i jego ekpresji: Obecność intronów w wielu genach (cecha typowa dla komórek eukariotycznych!) Kod genetyczny identyczny z uniwersalnym (w przeciwieństwie do mitochondrialnego) Replikacja chloroplastowego DNA nie jest skorelowana z replikacją DNA jądrowego. Rubisco . Cpn 10 powodują odłączanie cpn 60 od polipeptydu. Małe podjednostki kodowane są przez jądro i syntetyzowane w cytoplazmie. W miejscu transkrypcji często zamiana cytydyny na urydynę. chaperoniny (cpn 60 i cpn 10). translacja regulowana przez białka regulatorowe (zjawisko rzadkie u bakterii). niefunkcjonalnej struktury Wyróżniamy: nukleoplazminy (w jądrze). Zbudowana z 8 dużych podjednostek (LSU) i 8 małych podjednostek (SSU). w układach in vitro funkjonują hybrydowe rybosomy (np.rybosomy 70S.cecha typowa dla Procaryota!. W chloroplaście do oktameru LSU dołączane jest 8 SSU. System translacji przypomina bakteryjny . Modyfikacja pre-mRNA. Do niesfałdowanej dużej podjednostki przyłącza się cpn 60 (syntetyzowane w cytoplazmie!). wieloetapowy proces dojrzewania RNA i inicjacji translacji. z jedną podjednostką z chloroplastu. Powoduje odpowiednie sfałdowanie polipeptydu i łączenie się w dimery. białka szoku cieplnego HSP. Prawdopodobnie wpływaja też na fałdowanie małej podjednostki. Ekspresja genomu bardziej skomplikowana niż u bakterii . do eksprecji genów potrzebnych jest wieleset czynników kodowanych przez jądro. Rola chaperonów w dojrzewaniu białka: Białka pomocnicze (chaperony): tworzą strukturę przestrzenną białek łączą podjednostki białkowe w funkcjonalny oligomer pomagaja w transporcie białek przez błony organelli zapobiegają tworzeniu się nieprawidłowej. druga od bakterii). a potem w tetramery. wrażliwośc na te same antybiotyki. duże syntetyzowane są w chloroplaście. 36 .wiele klas promotorów. polimeraz RNA.karboksylaza rybulozodifosforanu. białko pD1 (kodowany przez chloroplast.Transport białek z cytozolu do chloroplastu: Prekursory białek posiadają sekwencje tranzytowe kierujące je do chloroplastów. białko preLHCP (jądro). Czynniki zaangażowane w montaż białek w błonę tylakoidu: biegunowe i elektrostatyczne oddziaływania poszczególnych białek ze składnikami błony tylakoidu (w zależności od ładunku reszt aminokwasowych białka moga zostać włączone do błony w ściśle okreslony sposób). np. HSP70 konieczny do włączenia w błone LHCP). prekursor plastocyjaniny). 37 . obecnośc SPF (stromal protein factor). łączy się z receptorem itp. Białka te (np. HSP w przypadku LHCP lub chaperonina 60 do łączenia się podjednostek Rubisco. W tym przypadku białko musi posiadać 2 sekwencje tranzytowe (kierujące do chloroplastu i do tylakoidu).wbudowywane w błony tylakoidów. Po dostaniu się białka do stromy przyłączają się do niego białka szoku cieplnego hsp 70 (zużywane jest przy tym ATP) i odpada sekwencja kierująca do choloplastu. Transport białek jest więc procesem wieloetapowym. po rozpoznaniu i przyłączeniu sekwencji tranzytowej łączy się z białkiem błony wewnętrznej tworząc kanał). "Na wierzchu" pojawia się sekwencja kierująca do światła tylakoidu. Podobnie wygląda transport białek do światła tylakoidów (np. do transportu przez błonę chloroplastu i prawdopodobnie przez błone tylakoidu potrzebne jest ATP (ale nie jest potrzebny potencjał błonowy jak w mitochondrium). Podjednostki syntazy ATP (jądro). np. tylko 1 sekwencja sygnałowa (odcinana dopiero po wbudowaniu). Przebiega nieco inaczej w zależności od "miejsca przeznaczenia". Chaperoniny ochraniające białko w cytoplazmie zostają w niej (odpadają w czasie przechodzenia białka przez błonę). oddziaływania białka-lipidy obecnośc molekularnych chaperonów (potrzebne do włączenia białka w błonę i do translokacji. podjednostka mała rubisco) rozpoznawane są przez znajdujące się w błonach chloroplastu kompleksy złożone z receptora i białka tworzącego kanał translokacyjny (receptor znajduje się w błonie zewnętrznej. składnik psII) . W procesie transportu przez błone zużywane jest ATP (przy przyłączeniu sekwencji tranzytowej i przy transklokacji). przenosi elektron na ferrodoksynę (ruchome białko w błonie). Z jednej z nich elektron przeskakuje na ściśle określona cząsteczkę (ruchomy przenośnik elektronów znajdujący się w błonie . tylakoidy niezespolone cytochrom b . natomiast gamma. który przenosi go na cytochrom b6/f. Cytochrom b6/f: Cytochromy b i f kodowane są przez DNA chloroplastu. białko risce przez genom jądrowy. "Ubytek" elektronów równoważony jest przez elektrony pochodzące z fotolizy wody.część katalityczna po stronie stromy. Zbudowany z centrum reakcji. Fotosystem I: Podobnie jak fotosystem II zawiera centrum reakcji kodowane przez genom plastydu i kompleks antenowy syntetyzowany poza chloroplastem. Rolą kompleksu jest odebranie elektronu od plastochinonu i przeniesienie go na plastocyjaninę. delta. kodowany przez jądro) i kompleksu fotolizy wody. W centrum reackji znajdują się białka D1 i D2 (kodowane przez plastyd) i 2 cząsteczki chlorofilu. Energia transportu elektronu wykorzystywana jest do transportu H+ do światła tylakoidów. która z kolei dostarcza go na reduktazę NADP+ (powstawanie NADPH). beta i eta CF1 oraz I. i podjednostka II syntetyzowane są poza plastydem.Kompleksy w błonach tylakoidów: fotosystem I . część z chloroplastowego).głównie w tylakoidach niezespolonych fotosystem II . Budowa fotosystemu II: Duży kompleks mieszanego pochodzenia (część podjednostek pochodzi z genomu jądrowego. aż trafi do centrum reakcji. Kompleksy przemieszczaja się w zależności od natężenia światła. a różnica potencjałów do produkcji ATP przez CF1CF0.plastochinon). III i IV CF0 kodowane są przez genom chloroplastowy.podjednostki alfa. Syntaza ATP: Zbudowana z części transbłonowej CF0 i wystającej do stromy główki CF1.równomiernie Wszystkie białka transportujące elektrony z wyjątkiem plastocyjaniny są białkami transbłonowymi (plastocyjanina "podczepiona" jest pod błoną). Obie części mają mieszane pochodzenie . Ulega wzbudzeniu przez światło. energia wzbudzenia elektronowego przeskakuje z chlorofilu na chlorofil. 38 . Znajdujące się w kompleksie antenowym liczne cząsteczki chlorofilu reagują z fotonami światła. kompleksu antenowego (LHC2 = light harvesting complex.głównie w tylakoidach zespolonych (w granach) CF0CF1 = syntaza ATP . CAM (crassulacean acid metabolism) .. W komórkach mezofilu przebiega szlak C4 (w pochwach . 39 . Sześciowęglowa cząsteczka rozpada się na 2 dwa 3fosfogliceryniany (3-węglowe). która do swojego działania potrzebuje NADPH (który produkowany jest pod wpływem światła .komórki te mają bezgranowe chloroplasty.. ma bardzo regularną strukturę (buduje ciało prolamellarne). ale zużywają więcej energii (np. Błona wewnętrzna wpukla się i odcina do stromy pęcherzyki. Protochlorofilid jest ostatnim stadium ciemniiowym syntezy chlorofilu.cykl Calvina). Rośliny takie mają nieco odmienną budowę liścia (wiązki przewodzące otoczone są fotosyntetyzującymi komórkami pochwy wokółwiązkowej . U niektórych roślin (C4) zamiast fosfoglicerynianu na początku cyklu powstaje 4-węglowy szczawiooctan.Powstawanie chloroplastów: Wszystkie typy plastydów rozwijają się z proplastydów (małych.dlatego w ciemności reakcja ta nie może zajść). W procesie zużywane jest ATP i NADPH. kukurydza). przypominającą kryształ strukturą zwaną ciałem prolamellarnym. dekarboksylują jabłczan i uwalniają dwutlenek węgla do tkanki liścia. Rośliny C4 dobrze znoszą wysokie temperatury i suszę (nawet po zamnknięciu aparatów szparkowych mają dostęp do CO2 dla fotosyntezy). Dwutlenek węgla wiązany jest przez rybulozodifosforan (enzym . elaioplasty i chromoplasty (te ostatnie mogą także powstawać z chloroplastów). Z proplastydów mogą też powstawać amyloplasty. gruboszowate). trzcina cukrowa. kiedy znajdą się w miejscu wystarczająco oświetlonym.występuje u wielu sukulentów (np. Reakcje wiązania dwutlenku węgla: Cykl Calvina (C3) . -> porfiryna IX -> protochlorofilid. Chlorofilid przekształcany jest w chlorofil.ciąg reakcji niezależnych od światła. przeksztacane w aldehyd 3-fosfoglicerynowy . (6 CO2 -> 1 cząsteczka glukozy). są w nich tylko równoległe tylakoidy).rubisco). wykorzystywany do cyklu Calvina przez komórki wokółwiązkowe. Rośliny wiążą CO2 nocą i wbudowują go w jabłczan magazynowany w wakuoli. Szlaki C3 i C4 odbywają się w różnym czasie. Etioplasty mogą przekształcać się w chloroplasty.z jego częsci odtwarzany jest rybulozodifosforan. Biosynteza chlorofilu: kwas alfa-aminolewulinowy -> . często mylonych z mitochondriami). Protochlorofilid przekształca się w chlorofilid pod wpływem reduktazy protochlorofilidu. U roślin jednoliściennych (w przeciwieństwie do dwuliściennych) w obrębie jednego liścia można znaleźć różne stadia rozwoju chloroplastów. którepowiększają się tworząc tylakoidy i łączą się w grana (tworzy się układ równoległych błon wewnętrznych). Rośliny C3 przystosowane są do warunków raczej wilgotnych (wtedy ich metabolizm opłaca się bardziej niż C4). W ciągu dnia zamykają szparki. Szlaki C3 i C4 przebiegają w różnych miejscach. reszta wykorzystywana jest do syntezy wielu związków organicznych. W przypadku niedoboru światła powstają etioplasty z regularną. Szczawiooctan może rozpadać się na CO2 i pirogronian. nie ma możliwości wytworzenia przez komórkę chloroplastów de novo. Organella dziedziczone są wraz z endoplazmą komórki rozrodczej żeńskiej (dziedziczenie odmateczne). zakłada się pierścień z filamentów aktynowych. Podział nukleoidu odbywa się różnie w zależności od gatunku. następuje podział. Podział plastydów nie jest sprzężony z podziałem komórki. regulacja podziałów jest specyficzna dla danej komórki (i skoordynowana). Kolejny podział w płaszczyźnie prostopadłej do poprzedniego. nie ma synchronizacji podziałów. 40 . Ilość chloroplastów w określonym typie komórek jest stała.Podział plastydów: Plastydy powstają z już istniejących plastydów . Z gamet męskich są one eliminowane. U Cyanidium cordarium podział sprzężony z podziałem jądra i mitochondrium. Tuż przed podziałem chloroplast przyjmuje hantlowaty kształt. u ssaków 14-18 tys.. np. pszenicy.Wykład X: Mitochondria Budowa mitochondrium: Mitochondria to organella otoczone podwójną błoną . polimeraza DNA i RNA... cyklu Krebsa). Mitochondria roślinne są mniejsze i mniej regularne niż zwierzęce. białka rybosomalne.3 cytochromu c o część cytochromu b o podjednostki 6 i 8 F0ATPazy o czasami podjednostka alfa F1ATPazy o podjednostki dehydrogenazy NADH Przez jądro kodowane są m.. większość podjednostek syntazy ATP. 41 . u rośli 200-250 par zasad. bardzo "oszczędny" (u ludzi) lub zawierać bardzo dużo sekwencji niekodujących (drożdże).. enzymy cyklu Krebsa.2.dzięki temu ma dużą powierzchnię. Błona wewnętrzna jest silnie pofałdowana (tworzy kristy) . do utleniania pirogronianów. Pomiedzy nimi znajduje się przestrzeń perimitochondrialna.in. Środek wypełnia matrix zawierająca enzymy (np. DNA mitochondrialne: Mitochondria posiadają własny DNA (kolista cząsteczka zbudowana z 2 komplementarnych nici). kwasów tłuszczowych. w błonie wewnętrznej systemy transportu elektronów (bardzo dużo białek transbłonowych).w błonie zewnętrznej znajdują się poryny (kanały wodne). podjednostki cytochromu c. Geny DNA mitochondrialnego kodują około 5% białek: Część aparatu genetycznego: o rRNA o tRNA (u niektórych gatunków. U różnych organizmów różnice w nim są bardzo duże. Może byc też bardzo różnej wielkości . antyport ATP / ADP. kodowane w jądrze) o białka podjednostek rybosomalnych (nie zawsze) Białka związane z fosforylacją oksydacyjną: o podjednostki 1. może być np. a dopiero stamtąd przechodzi przez błonę wewnętrzną do przestrzeni perimitochondrialnej.Kod genetyczny DNA mitochondrialnego NIE JEST identyczny z kodem uniwersalnym . Białko musi posiadać odpowiednią ilość sekwencji transportowych . białka transportowane są przez błony za pomocą transportera (kompleks receptorowy + kanał) . jak w przypadku chloroplastów.jedna do matrix lub błony wewnętrznej. cytochrom b2). należąca też do łańcucha oddechowego). która odcina sekwencję II). a potem mające je sfałdować i odłączyć sekwencję tranzytową).oddysocjowują one w momencie rozpoczęcia translokacji. Cytochrom b2 może też (rzadziej) przedostać się częściowo przez kanał (odcinana sekwencja I) i przemieścić się między błonami (przyczepia się do błony wewnętrznej.ruchomy przenośnik elektronów dehydrogenaza bursztynianowa 42 . 2 do przestrzeni międzybłonowej (najpierw dostaje się do matrix. Budowa wewnętrznej błony mitochondrium: W wewnętrznej błonie mitochondrium znajdują się kolejne ogniwa łańcucha oddechowego: dehydrogenaza NADH (NADH -> NAD+) ubichinon (CoQ) . Procesy zachodzące komórce: CYTOPLAZMA PREZSTRZEŃ PERIMITOCHONDRIALNA Glikoliza (glukoza -> pirogronian) MATRIX MITOCHONDRIUM pirogronian -> acetyloCoA przekształcenie kwasu tłuszczowego w acyloCoA beta-oksydacja (acyloCoA -> acetyloCoA) cykl Krebsa (jednym z enzymów jest dehydrogenaza bursztynianowa znajdująca się w wewnętrznej błonie mitochondrium.występują także różnice pomiędzy gatunkami! Transport białek do mitochondrium: Podobnie. np. Po przedostaniu się białka do matrix przyłączane są kolejne chaperony (mające chronić białko.przeniesienie białka wymaga energii związanej z transportem protonów przez błonę. Białko przed przejściem przez błonę związane jest z białkami opiekuńczymi (chaperonami). Dowody na pochodzenie endosymbiotyczne: specyficzne DNA i RNA (rRNA ma częściowo takie same sekwencje. a potem potem ewentualnie przez wewnętrzną ewentualnie do błony lub światła błonę do przestrzeni perimitochondrialnej tylakoidu Lokalizacja syntazy ATP: podjednostka F1 w matrix.5 miliarda lat temu pojawiły się organizmy fotosyntetyzujące i stężenie tlenu w atmosferze znacznie wzrosło. podobne rybosomy 70S (w warunkach in vitro można stworzyć działające hybrydy rybosomów bakteryjnych i chloroplastowych). cytochromu b6/f. oksydazy cytochromowej.. związków organicznych i tlenu. 2. które zostały zasymilowane przez eukarionty. akrydyna. Tworzy ona drogę. Transport białek: najpierw przez obie błony do matrix. bromek etydyny możliwość hybrydyzacji DNA i RNA z chloroplastów i sinic 43 . Różnicę potencjałów wykorzystuje syntaza ATP (zbudowana z części transbłonowej F0 i skierowanej do matrix F1). streptomycyna. częściowo przez mitochondrium) oksydaza cytochromowa (3 podjednostki kodowane przez genom mitochondrialny) przekazuje elektrony na cząsteczki tlenu (2e + 2H + + O2 -> H2O) Dehydrogenaza NADH odbiera 2 elektrony od jonu wodorkowego oddzielonego od NADH i przekazuje je kolejnym kompleksom. Wtedy pojawiły się pierwsze bakterie tlenowe. prokariotycznych organizmów.pochodzą od jednokomórkowych. Stanowią dla nich źródło energii. Porównanie mitochondriów i chloroplastów: MITOCHONDRIUM CHLOROPLAST Ilość kodowanych polipeptydów: 20-30 do kilkuset Liczba kopii genomu w organellum: 5-50 20-30 KODOWANE POLIPEPTYDY: zwykle wszystkie RNA (czasami tRNA w jądrze) wszystkie RNA tylko niektóre białka rybosomalne 1/3 białek rybosomalnych niektóre podjednostki syntazy ATP. Podczas transportu elektronów wyzwala się energia zużytkowana do transportu protonów wbrew gradientowi stężeń (z matrix do przestrzeni międzybłonowej). a energia tego przepływu zużywana jest do produkcji wysokoenergetycznych wiązań w ATP. erytromycyna.. przez obie błony do stromy. duże stężenie H+ w przestrzeni międzybłonowej podjednostka F1 w stromie. Różnica potencjałów wykorzystywana jest także do transportu pirogronianu i fosforanów (symport) oraz ATP i ADP (antyport). grzyby i zwierzęta. kompleks cytochromów b-c1 (kodowane częściowo przez jądro. duża podjednostka rubisco. jak bakterie). Wytwarza się duży potencjał błonowy (różnica pH między matrix a przestrzenią perimitochondrialną wynosi około 1. 6 podjednostek syntazy ATP. którą protony wydostają się zgodnie z gradientem stężeń do matrix. podjednostki fotosystemów. niż nastąpił podział na rośliny. cytochromu b/c1. Mitochondria zostały wchłonięte znacznie wcześniej. a więc między błonami jest 10 razy więcej jonów H+). duże stężenie H+ w świetle tylakoidów Pochodzenie mitochondriów i chloroplastów: Mitochondria i chloroplasty powstały na drodze endosymbiozy . wrażliwość na te same inhibitory: chloramphenicol. 44 wiele homologii genów podobne chaperony (!) . 45 .