MEMBRÁNOVÉ STRUKTURY EUKARYONTNÍCH BUNĚK

Transkript

1 MEMBRÁNOVÉ STRUKTURY EUKARYONTNÍCH BUNĚK

2 PLASMATICKÁ MEMBRÁNA EUKARYOTICKÝCH BUNĚK Všechny buňky (prokaryotické a eukaryotické) jsou ohraničeny membránami zajišťujícími integritu a funkci buněk

3 Ochrana FUNKCE MEMBRÁN Regulace transportu látek do a z buňky včetně subcelulárních domén Selektivní receptivita a transdukce signálů transduction pomocí transmembránových receptorů Buněčné rozponávání Ukotvení cytoskeletu či/a součástí extracelulární matrix (tvar, pohyb) Kompartmentace subcelulárních domén

4 FUNKCE MEMBRÁN Stabilizační prvek pro vazbu a katalýzu enzymů Regulace fůze Poskytnutí prostoru pro transport (nexus) Specifický pohyb

5 STRUKTURA MEMBRÁN fluidní mozaikový model Singer a Nicholson dvojvrstva fosfolipidů amfifilní a proteinů vnější a vnitřní povrch hydrofilní vnitřek hydrofobní asymetrické uspořádání fluidita - cholesterol

6 STRUKTURA MEMBRÁN

7 STRUKTURA MEMBRÁN

8 STRUKTURA MEMBRÁN Pohyb fosfolipidů 1) Rotace 2) Laterální difůze 3) Flip-flop (flipázy)

9 MEMBRÁNOVÉ PROTEINY A. Transmembránové (intrinzní) penetrují (glykoforiny, receptory, kanály, enzymy) jednou nebo několikrát procházející multispecializované (kanály) vs specializované (rhodopsin) někdy vazba se sacharidy

10 MEMBRÁNOVÉ PROTEINY B. Periferní (extrinzní) volná vazba

11 MEMBRÁNOVÉ PROTEINY - FUNKCE

12 MEMBRÁNOVÉ SACHARIDY Glykolipidy Glykoproteiny Glykokalyx

13 Membránové Komponenty

14 EUKARYOTICKÉ ORGANELY Jádro Ribozomy Endoplazmatické retikulum Golgiho aparát Lysozomy Endozomy Mitochondrie Plastidy Vakuola Cytoskelet

15 Vznik eukaryotického jádra Jaderný pór Vnitřní jaderná membrána Vnější jaderná membrána jádro DNA Endoplazmatické retikulum Ribozómy vázané k membráně cytosol Dávná prokaryotická buňka Dávná eukaryotická buňka

16 JÁDRO Kontrolní centrum Uchovává a přenáší genetickou informaci (DNA a RNA) Velikost v μm, závisí na buněčné aktivitě

17 JÁDRO Hlavní části: -jaderná membrána -jadérko -chromatin

18 JADERNÁ MEMBRÁNA 1) Vzniká z endoplasmatického retikula 2) dvě membrány a PERINUKLEÁRNÍ PROSTOR Jaderné póry

19 JADERNÉ PÓRY Průměrné jádro pórů průměr 80 nm JÁDRO Malé molekuly putují difuzí Velké molekuly přenášeny aktivním transportem oktamer (8 molekul) naplněné vodou Regulují transport látek do a z jádra

20 JADERNÁ LAMINA Vnitřní vrstva jaderné membrány Ukotvení pro chromatin skládá se z"intermediárních filament", nm polymery laminu laminy se mohou účastnit regulace funkcí jádra hraje úlohu před a po mitóze při syntéze a degradaci jaderné membrány

21 JADÉRKO -- fibriární a granulární (ribonukleoproteinů) -tvoří se okolo nukleolárního organizátoru chromozomů -cyklické změny

22 CHROMATIN Tmavá denzní hmota v jádře kondenzace (chromozomy buněčné dělení) vs dekondenzace (chromatin interfáze)

23 CHROMATIN 2 třídy DNA-vazných proteinů: HISTONY NE-HISTONOVÉ BÍLKOVINY 2 classes of DNA-binding proteins:

24 CHROMATIN HETEROCHROMATIN 10% jaderné DNA EUCHROMATIN 90% jaderné DNA

25 RIBOZOMY rrna + bílkoviny dvě podjednotky (velká a malá) které se spojují pouze když dojde k navázání mrna vznikají v jadérku velikost ~20nm

26 RIBOZOMY Výskyt 1) Volně v cytoplazmě (polyzomy) 2) V mitochondriiích a chloroplastech 3) Navázané na endoplazmatické retikulum

27 ENDOPLAZMATICKÉ RETIKULUM Objeveno v roce 1945 Tubuly, vezikule a váčky Nejvýznamnější membránový systém v buňce Všechny eu buňky výjimka?

28 ENDOPLAZMATICKÉ RETIKULUM specializované funkce: - syntéza bílkovin - regulace obsahu vápníku v cytoplazmě - produkce steroidů - skladování a produkce glykogenu - inzerce membránových bílkovin - periferní (kortikální) ER stabilizuje cytoskelet

29 DRSNÉ ENDOPLAZMATICKÉ RETIKULUM signální sekvence signal recognition particle (SRP) translokace do hladkého ER

30 ENDOPLAZMATICKÉ RETIKULUM

31 GOLGIHO APARÁT poblíž buněčného jádra, u živočišných buněk poblíž centrozomu (KOMPLEX) u rostlinných buněk - diktyozom zploštělé váčky dokončení posttranslační modifikace bílkovin polarita cis (přijímá váčky z ER) a trans (odštěpující se váčky)

32 Sekrece hlenu z vrcholu buňky Golgiho aparát Zvláště hojný v buňkách specializovaných na vylučování glykoproteinů, např. v pohárkových buňkách střeva Sekreční váčky obsahující hlen Golgiho aparát Jádro

33 Úprava proteinů v Golgiho aparátu Navázání a úprava cukerných zbytků tvorba glykoproteinů Postupný prostorově orientovaný proces od cis k trans

34 ER + GA endomembránový systém buněk

35 LYSOZOMY Objeveny v roce 1949 Christianem de Duve - 0,05 0,5 mikrometrů - cca 50 hydrolytických enzymů - Časté u fagocytujících buněk - Enzymové optimum je při ph 5 a ztráta aktivity při ph (7,2 ph cytozolu)

36 PRODUKTY SE DOSTÁVAJÍ DO LYZOSOMŮ ČTYŘMI CESTAMI Náhodnou Pinocytózou Buněčné pití < 150nm Receptorovou Endocytózou Fagocytózou Buněčná konzumace materiálu > 250nm Autofágií samo-konzumace of starých organel, buněčná degradace apoptóza

37 MITOCHONDRIE PEROXIZÓM trávení mitochondrie a peroxizómu autofagozóm, který splyne s lyzozómem

38 Primární lyzozom vzniká v Golgiho aparátu vnější materiály organely Sekundární lyzozom primární fúzuje s endozomem či fagozomem tvorba kostí, zánět, nekróza, reakce antigen-protilátka

39 PEROXIZOMY Velikost 0,5-1,5 µm Podobná struktura Jedna membrána Spotřebovávají kyslík Nevyužívají ho k tvorbě ATP jako u mitochondrií Rozkládají peroxid vodíku (H 2 O 2 ) Může být pro buňky toxický Rozklad peroxidu na vodu pomocí enzymu katalázy Krystalická inkluze Není u člověka

40 PEROXIZOMY U ROSTLIN 1) Symbiotická fixace dusíku 2) Fotorespirace 3) Některé (glyoxyzómy) mění během klíčení uložené lipidy na sacharózu

41 VAKUOLA membránou ohraničený váček membrána se nazývá tonoplast běžná u rostlin, zvířata specializované funkce či její nepřítomnost

42 VAKUOLA Funkce: uložiště odpadů a uskladnění chemických látek (fenolické sloučeniny, kyseliny, dusíkaté odpadní látky, pigmenty - anthocyaniny barevnost) buněčná smrt (poškození tonoplastu) potravní vakuola tlakové vakuoly rostlinné buňky osmóza kontraktilní vakuoly