Interakce buněk s mezibuněčnou hmotou. B. Dvořánková

Transkript

1 Interakce buněk s mezibuněčnou hmotou B. Dvořánková

2 Obsah přednášky Buňka a její organely Extracelulární matrix Interakce buněk s ECM i navzájem Kultivace buněk in vitro

3 Buněčné jádro Alberts: Molecular Biology of the Cell Buněčná membrána fosfolipidová dvouvrstva s póry Chromatin všechny chromozomy DNA řídí veškerou činnost buňky - RNA Jadérko sestavují se ribosomy, pak průchod do cytoplazmy

4 Jadérko kompartment v jádře, kde se sestavuji ribosomy ribosomy pak procházejí do cytoplazmy póry v jaderné membráně stejně jako RNA ribosomy a RNA pak spolupracují vně jádra a vytvářejí veškeré proteiny, potřebné pro život buňky

5 Vlastní DNA Základní zdroj energie Mitochondrie Probíhá oxidativní fosforylace - štěpení cukrů na oxid uhličitý a vodu - zdroj ATP Alberts: Molecular Biology of the Cell

6 Ribozomy Volně v cytoplazmě produkce proteinů pro potřeby v buňce Uchycené na ER produkce proteinů na export a pro bun. membránu Nemají vlastní membránu Syntéza proteinů Jsou to komplexy RNA bílkovina, složené ze dvou jednotek Připojují se k mrna Alberts: Molecular Biology of the Cell

7 Endoplazmatické retikulum Syntéza strukturálních i enzymatických bílkovin a jejich transport Drsné ER x hladké ER Největší orgán buňky, systém kanálků a cisteren Zvětšuje vnitřní povrch buňky- význam pro její metabolizmus Napojeno na jádro a Golgiho aparát Alberts: Molecular Biology of the Cell

8 Golgiho komplex Soustava buněčných váčků, které slouží k přechovávání, úpravě a transportu bílkovin Probíhají zde posttranslační úpravy proteolytický rozklad, ostraňování a navazování nebílkovinných složek Alberts: Molecular Biology of the Cell

9 Cytoskelet Síť proteinových vláken a tubulů Opora buňky- udržení tvaru Ukotvení buněčných organel Transport látek Účast při buněčném dělení Mikrofilamenta Intermediární filament Mikrotubuly

10 Cytoskelet Krátká, pružná vytvářejí stresová vlákna; spolupůsobí s myosinem Silná vlákna, nejsou schopná kontrakce; mechanická pevnost buňky Diagnostika tumorů Transport struktur a látek po buňce; dutá vlákna z tubulinů, ukotvena v centrozómu Alberts: Molecular Biology of the Cell

11 Cytoplazmatická membrána Dvě vrstvy fosfolipidů Fosfolipidové molekuly jsou bipolární hydrofilní konce jsou na povrchu dvojvrstvy, hydrofobní směřují dovnitř Proteiny, cholesterol Alberts: Molecular Biology of the Cell

12 Extracelulární matrix Tkáně jsou tvořeny nejenom buňkami, velký podíl mezibuněčného prostoru extracelulární matrix Složena z celé řady proteinů a polysacharidů, které jsou lokálně sekretovány buňkami a následně uspořádány do sítí Úzce spojena s povrchem produkujících buněk, ovlivňují jejich vývoj, polaritu i chování Určuje fyzikální vlastnosti tkání Škála komponent i jejich uspořádání umožňuje velkou variabilitu ECM podle funkčních potřeb tkáně (kost, rohovka, šlacha) ECM je vytvářena a orientována buňkami v ní obsaženými

13 Glykosaminoglykany Nerozvětvené polysacharidové řetězce disacharidová jednotka aminocukr + kyselina uronová negativně nabité silně hydrofilní vytváří porézní hydrogely Méně než 10 w%, ale vyplňují téměř veškerý prostor Hyaluronan, chondroitin sulfát, heparan sulfát, keratan sulfát

14 Proteoglykany GAG vázané na bílkovinné jádro (většinou glykoprotein) Proteoglykany x glykoproteiny 95 w% cukrů x 1-60 w% cukrů Vázáné na plazmatické membráně mohou fungovat jako ko-receptory

15 Proteiny ECM Kolageny hlavní proteiny ECM Pojivová tkáň - I,II,III, XI - kolagenní vlákna Bazální lamina IV sítě Elastin pružnost tkání Fibronectin adhezivní protein vazba buněk na ECM Glykoproteiny migrace buněk, migrační dráhy při vývoji embrya Laminin bazální lamina

16 Extracelulární matrix Alberts: Molecular Biology of the Cell

17 Bazální lamina Na rozhraní mezi epitelovými buňkami a pojivovou tkání vytváří matrix bazální laminu tenkou, ale pevnou vrstvu, která významně ovlivňuje chování buněk Alberts: Molecular Biology of the Cell

18 Bazální lamina nm Kolagen IV tvoří rošt Heparansulfátproteoglykan Laminin Entakti Alberts: Molecular Biology of the Cell

19 Integriny Vazba buněk k ECM Transmembránové heterodimery nekovalentně vázané glykoproteiny, α + β Vazba na cytoskelet Umožňují komunikaci cytoskeletu a ECM přes buněčnou membránu Buňky mohou regulovat aktivitu svých integrinových receptorů Alberts: Molecular Biology of the Cell

20 Interakce buňka - ECM Integriny Mnoho typů Vždy 2 různé řetězce Ukotveny na aktin Na intermediární filamenta α6β4 hemidesmosomy Transmembránové proteoglykany - syndekany Alberts: Molecular Biology of the Cell

21 Kultivace buněk in vitro Nepřirozené podmínky Studium buněčné stavby, chování buněk, vývojová biologie Medicínský výzkum studium nádorových buněk i dalších chorob Možnost využít in vitro namnožených buněk či vytvořených transplantátů v léčbě pacientů

22 Zdroje buněk Kultivace buněk in vitro Vzorky tkání nebo izolace z krve, exudátu Buněčné linie Adheze buněk Sklo Plastik PS úprava Potahování kolagen, fibronecti, želatina 3-D kultury bio- nebo biosyntetické sítě

23 Cultured keratinocyte grafting Absorbance (%) BSA PBS Man-BSA Hep Fuc-BSA 24 H 72 H 144 H Time (Hours) Growth of human keratinocytes on polystyrene with preadsorbed neoglycoligand containing mannose clusters, influence of presence of Ca cations Num ber of keratino cytes Absorbance (%) Man-BSA Man-BSA (-Ca) Epidermal cells without feeders cultured on α-d-man-bsa H 72 H Time (Hours)

24 Cultured keratinocyte grafting ConA binding 160 Fkuorescence inten nsity phema Polymer phema-ma-(ch2)5-aman

25 Cultured keratinocyte grafting Migration of cultured keratonocytes from discs with mannose clusters to dishes precolonized with 3T3 cells