Endosomy, vakuola a ti druzí

Podobné dokumenty
Endosomy, vakuola a ti druzí

FM styrylové sloučeniny/barvičky (fy. Mol.Probes) fluoreskují po zapojení do membrány. Internalizují se endocyózou. Optimální je pro rostlinné buňky

Endozóm Endozóm: soubor membránových organel, regulujících transport v rámci endomembránového systému.

Endozóm Endozóm: soubor membránových organel, regulujících transport v rámci endomembránového systému.

Buněčný cyklus. Replikace DNA a dělení buňky

Úvod do biologie rostlin Buňka ROSTLINNÁ BUŇKA

2. Buněčné membrány a vakuoly rostlinných buněk

BUŇKA ZÁKLADNÍ JEDNOTKA ORGANISMŮ

Bílkoviny a rostlinná buňka

Bakalářské práce. Magisterské práce. PhD práce

5) Fyziologie rostlinných hormonů auxinů: receptory a signální dráhy

MEMBRÁNOVÉ STRUKTURY EUKARYONTNÍCH BUNĚK

Regulace translace REGULACE TRANSLACE LOKALIZACE BÍLKOVIN V BUŇCE. 4. Lokalizace bílkovin v buňce. 1. Translační aparát. 2.

Endomembránový systém rostlinné buňky. Rostlinná cytologie, Katedra experimentální biologie rostlin PřF UK

Stavba dřeva. Základy cytologie. přednáška

BUŇEČNÝ CYKLUS A JEHO KONTROLA

Příběh pátý: Auxinová signalisace

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Současná formulace: Buňka je minimální jednotka, která vykazuje všechny znaky živých soustav

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Biologie I. Buňka II. Campbell, Reece: Biology 6 th edition Pearson Education, Inc, publishing as Benjamin Cummings

FYZIOLOGIE ROSTLIN. Přednášející: Doc. Ing. Václav Hejnák, Ph.D. Tel.:

TUBULIN-FOLDING COFACTOR A (TFC A) u Arabidopsis

Cytologie. Přednáška 2010

Fyziologie AUTOFAGIE. MUDr. JAN VARADY KARIM FNO

Růst a vývoj rostlin - praktikum MB130C78

BIOLOGICKÁ MEMBRÁNA Prokaryontní Eukaryontní KOMPARTMENTŮ

Bakalářské práce. Magisterské práce. PhD práce

Univerzita Karlova v Praze - 1. lékařská fakulta. Buňka. Ústav pro histologii a embryologii

Struktura a funkce biomakromolekul

VÝZNAM FUNKCE PROTEINŮ V MEDICÍNĚ

INTRACELULÁRNÍ SIGNALIZACE II

- pro učitele - na procvičení a upevnění probírané látky - prezentace

Přijímací zkoušky BGI Mgr. 2016/2017. Počet otázek: 30 Hodnocení každé otázky: 1 bod Čas řešení: 60 minut. Varianta B

Schéma rostlinné buňky

Úloha 5 k zápočtu z přednášky B130P16 (praktické základy vědecké práce)

STRUKTURA EUKARYONTNÍCH BUNĚK

MBRO ) Membránový transport

Prokaryotická X eukaryotická buňka. Hlavní rozdíl organizace genetického materiálu (u prokaryot není ohraničen)

3. Nukleocytoplasmatický kompartment rostlinných buněk

MITÓZA V BUŇKÁCH KOŘÍNKU CIBULE

Struktura a funkce biomakromolekul

Mechanismy hormonální regulace metabolismu. Vladimíra Kvasnicová

44 somatických chromozomů pohlavní hormony (X,Y) 46 chromozomů

Základy buněčné biologie

STRUKTURA EUKARYONTNÍCH BUNĚK

in Cl - Δµ s = RTln(C si /C so ) + zf(e i - E o ) MBR ) Membránový transport

Struktura a funkce biomakromolekul KBC/BPOL

Auxin - nejdéle a nejlépe známý fytohormon

NEMEMBRÁNOVÉ ORGANELY. Ribosomy Centrioly (jadérko) Cytoskelet: aktinová filamenta (mikrofilamenta) intermediární filamenta mikrotubuly

Struktura a funkce biomakromolekul KBC/BPOL

VÝZNAM REGULACE APOPTÓZY V MEDICÍNĚ

BUNĚČNÁ MOTILITA A MOLEKULÁRNÍ MOTORY

- v interfázi dále viditelné - jadérko, jaderný skelet, jaderný obal


Buňky, tkáně, orgány, soustavy

Téma: SAMČÍ GAMETOFYT. Fosfolipidová signalizace ve vrcholovém růstu rostlinné buňky. Praktikum z fyziologie rostlin (pro studenty odborné biologie)

PŘENOS SIGNÁLU DO BUŇKY, MEMBRÁNOVÉ RECEPTORY

Speciální chemicko-biologické obory. Molekulární biologie a biochemie organismů

Biologie buňky. systém schopný udržovat se a rozmnožovat

d) Kanály e) Přenašeče a co-transportéry, mediátory difúze a sekundární aktivní transport f) Intracelulární transport proteinů

Interakce buněk s mezibuněčnou hmotou. B. Dvořánková

- význam: ochranná funkce, dodává buňce tvar. jádro = karyon, je vyplněné karyoplazmou ( polotekutá tekutina )

Endomembránový systém. exocytóza a endocytóza

Nejmenší jednotka živého organismu schopná samostatné existence. Výměnu látek Růst Pohyb Rozmnožování Dědičnost

prokaryotní Znaky prokaryoty

Buněčné jádro a viry

Regulace enzymových aktivit

MEMBRÁNOVÝ PRINCIP BUŇKY

8. Polysacharidy, glykoproteiny a proteoglykany

od eukaryotické se liší svou výrazně jednodušší stavbou a velikostí Dosahuje velikosti 1-10 µm. Prokaryotní buňku mají bakterie a sinice skládá se z :

3) Membránový transport

3 a) Fyzikální principy. 5 Chemický potenciál (µ s ) (volná energie na jeden mol: J/mol) * = chemický potenciál roztoku s za standartních podmínek

Mendělejevova tabulka prvků

Z Buchanan et al. 2000

BUNĚČ ORGANISMŮ KLÍČOVÁ SLOVA:

Systém HLA a prezentace antigenu. Ústav imunologie UK 2.LF a FN Motol

3) Fyziologie rostlinných hormonů auxinů: receptory a signální dráhy

Univerzita Karlova v Praze Přírodovědecká fakulta Biologie

Syllabus přednášek z biochemie

DUM č. 1 v sadě. 37. Bi-2 Cytologie, molekulární biologie a genetika

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

I rostliny mají hormony!... co a jak s auxinem. Eva Zažímalová Ústav experimentální botaniky AV ČR, Praha

Cytoskelet a molekulární motory: Biologie a patologie. Prof. MUDr. Augustin Svoboda, CSc.

Endocytóza o regulovaný transport látek v buňce

Pohyb buněk a organismů

RVR ) Vývoj květu a kontrola kvetení. d) Vznik gamet e) Mutace ve vývoji gametofytu f) Opylení, oplodnění

Apoptóza Onkogeny. Srbová Martina

Buňka. Buňka (cellula) základní stavební a funkční jednotka organismů, schopná samostatné existence. Cytologie nauka o buňkách

Buněčný cyklus a molekulární mechanismy onkogeneze

Bakalářské práce. Magisterské práce. PhD práce

Morfogeneze rostlinné buňky. Rostlinná cytologie morfogeneze rostlinné buňky, Katedra experimentální biologie rostlin PřF UK

REGULACE TRANSLACE DEGRADACE BÍLKOVIN. 4. Degradace bílkovin. 4. Degradace bílkovin. 4. Degradace bílkovin

Endomembránový systém. exocytóza a endocytóza

BIOLOGIE BUŇKY II Struktura buňky Buněčný cyklus

Toxikologie PřF UK, ZS 2016/ Toxikodynamika I.

pátek, 24. července 15 BUŇKA

Fluorescenční mikroskopie. -fluorescenční mikroskopie -konfokální mikroskopie

Transkript:

Endocytóza

Endosomy, vakuola a ti druzí

Endocytické váčky mají clathrinový obal Various receptors and clathrin protein coats recognize vesicle types, and these are delivered (along cytoskeleton pathways?) to appropriate target sites in the cell. Other recognition molecules, such as (vesicle) v-snare and (target) t-snare are involved in targeting vesicles with one set of contents to one site, and another set of vesicles to another site. Genom Arabidopsis obsahuje celý komplement genů kódujících a regulujících klatrinové obaly.

Endocytické váčky mají clathrinový obal Clathrin coated vesicles. Deep freeze etching EM of inner surface of plasma membrane of cultured fibroblast cells.

Tvorba endocytických váčků Arabidodpsis má několik DYNAMIN-LIKE proteinů

Tvorba endocytických váčků Aktivovaný receptor (např. receptorová kináza) může stabilizovat vznikající obalené jámy.

Signalizační endosom Internalizace obsazeného receptoru (recyklace) nemusí být jen krok vedoucí k oslabení signalizace jeho destrukcí, ale v některých případech signalizace pokračuje v endosomu tzv. signalizační endosom (např. signalizace brassinosteroidy BRI1).

Regulace pomocí Rab GTPáz U rostlin řada otazníků! organely spojené s endocytózou jsou mozaikou membránových domén

Endocytóza Při endocytóze PM velmi pravděpodobně může také docházet k internalizaci (modifikaci a posléze recyklaci) části pektinů a xyloglukanů buněčné stěny. Po přidání BFA (B) jsou téměř všechny xyloglukany internalizovány do BFA kompartmentu.

Markery endocytózy FM styrylové sloučeniny/barvičky fluoreskují po zapojení do membrány. Internalizují se endocyózou. Optimální pro rostlinné buňky je FM4-64

pylové láčky lilie + FM 4-64 inverted cone

Endosomy

Interakce GTPázy lipidy základní regulační smyčka endomembránového systému Lokální specifické domény membránových fosfolipidů jsou klíčovou součástí udržování identity nejen celých organel, ale také subdomén na organelách. Arf, Rho a Rab GTPázy regulují některé aktivity - kinázy, fosfolipázy, flipázy, které vytvářejí lokalizované membránové domény. sialyl trasferáza (trans-ga marker) VHA-a1 (TGN marker)

Interakce GTPázy lipidy Rab GTPázy lze použít jako markery různých součástí endomembránového systému

Interakce GTPázy lipidy Distribution of phosphatidylinositides in cells: PI(4)P (blue) - concentrated on Golgi PI(3)P (green) - early endosomes PI(4,5)P 2 - plasma membrane PI(3,5)P 2 - multi-vesicular endosomes Roth 2004

Structure of PI(3)P-binding modules Lemmon 2003

FYVE lze použít jako marker endosomů

Lokalizace různých Rab GTPáz odhaluje různorodost endosomů

Ara6, homolog Rab5 (RabF u At), je lokalizován v časném endosomu

Recyklace plasmatické membrány Podobně je zřejmě regulována lokalizace auxinových přenašečů PIN. Auxin blokuje endocytózu, a tak automaticky zvyšuje výskyt výtokových přenašečů na PM. Takto auxin pravděpodobně reguluje svůj vlastní transport.

Pohyb endosomů Endosomy se pohybují po aktinových vláknech, ale také mechanismem aktinové komety. Pohyb je závislý na polymeraci aktinu a nezávislý na myosinu.

Brefeldin A (BFA) BFA, inhibitor GEF pro Arf GTPázy, je důležitým nástrojem studia sekreční dráhy. Vede ke vzniku tzv. BFA kompartment. linie C, F, I jsou rezistentní k BFA Pozor, ne každý Afr GEF je citlivý k BFA! (Buňky Arabidopsis mají 8 GEFů pro 12 ARFů, různě silně exprimovaných a různě lokalizovaných.) Polární transport auxinu (IAA) je závislý na polární lokalizaci PIN auxinových výtokových přenašečů. Jejich lokalizace je závislá na polarizované sekreci a aktinovém cytoskeletu.

Váčky COPI retrográdní transport slide z minulé přednášky

Brefeldin A (BFA) V rostlinných buňkách se po působení BFA objevují min. 2 nové kompartmenty (v různých buňkách různě): 1. hybridní cisga-er (podobně jako u živočichů) 2. tzv. BFA-compartment trans-ga endosom Obsah BFA kompartmentu odhaluje bílkoviny PM (např. PIN1), které cyklují mezi PM a recyklujícím endosomem.

Research tool for membrane trafficking: BFA Vesicle budding in Golgi is ARF1-dependent; ARF1 undergoes recruitment to Golgi membrane by ARF-GEF-promoted GTP for GDP exchange; ARF1 recruits protein coats (green) needed for vesicle budding; brefeldin A binds at ARF1-GDP /ARF1-GEF interface and inhibits GTP exchange/ membrane recruitment of ARF1 and coats; Golgi stack is disrupted and protein trafficking through the Golgi is inhibited, Arf-GEFy působí i na několika dalších stanicích endomem. systému. GDP ARF-GEF GTP

Endocytóza během cytokineze Uspořádání mikrotubulů během buněčného cyklu rostlinné buňky Po PPB zůstává jako značka tzv. actin depleted zone aproteintangled.

Endocytóza během cytokineze Před nástupem mitózy se tvoří v místě zaostřujícícho se preprofázního pásu (PPB) pás zvýšené endocytózy. Golgi + endosomy GFP-MAP4 = marker mikrotubulů GFP-EB1 = marker (+)-konců mikrotubulů

F K: EMTs (Endoplasmic MTs) dorůstají do oblasti předchozího PPB a tak se setkávají s endosomy, které po nich putují v minus-směru.

Inhibitor transportu auxinu NPA (naphthylphthalamic acid) narušuje tvorbu PPB a orientaci buněčné přepážky.

Endocytóza během cytokineze Endocytóza je intenzivní v místech kde se endoplasmatické MTs setkávají s PPB. Pás endosomů proto leží v těsné blízkosti PPB a je zachován i po rozpadu PPB při tvorbě mitotického vřeténka. Kyselina naftylftalamová (NPA), inhibitor polárního výtoku auxinu, působí anomální PPBs a následně posuny v rovině buněčného dělení. Dynamika cytoskeletu je neoddělitelně a recipročně provázána s dynamikou endomembránového systému.

Vakuola či spíše vakuoly

Ve vakuole dochází k nespecifické degradaci řady substrátů včetně lipidů, polysacharidů a bílkovin.

protoplast aleuronu kukuřice V1 protein storage vacuole (PSV) V2 lytic vacuole (LV)

Vakuola Vakuola je topologicky extracytoplasmatický kompartment. Velmi rychle se vyrovnává se změnami osmotických poměrů v apoplastu.

Vakuolární lokalizační signály N P I R N P I R

Třídění do lytické vakuoly přes BP-80/ELP receptory.

Od ER odvozená PB jsou obklopována a pohlcována vakuolami.

PEP12 je prevakuolární t-snare u Arabidopsis

Prolaminy Agregace jako třídící mechanismus v ER - PB. Lokalizovaná translace na spec. doménách ER.

Podstatnou součástí třídění leguminů je jejich postupná agregace v periferních oblastech GA.

Clathrin coated vesicles, které vznikají na PB doménách GA pravděpodobně odtřiďují složky, které do PSV nepatří.

Tvorba MVB

Prevacuolar compartment Multi Vesicular Body Třídění bílkovin z MVB do vakuoly je řízeno třemi komplexy ESCRT - u Arabidopsis jsou některé podjednotky známy díky analýze mutantů hyade.

Vesicular traffic and the role of Golgi apparatus (body) as a traffic controller. Protein modifications take place in the Golgi, which result in acquisition of appropriate signals, and hence packaging into correct vesicles. Hydrolytic enzymes are sent to lysosome, export vesicles to plasmalemma and ER membranes and proteins are recycled back to ER (Fig 13-21). Retromer pomáhá recyklovat z PVC do TGN

Homology jsou také u rostlin a je pravděpodobné, že funguje podobně.

4 dráhy Autofagická vakuola

Rostliny jsou schopny přežívat fáze nedostatku živin mj. také díky bohatě rozvinuté schopnosti autofagie - degradace cytoplasmatických částí ve speciální vakuole.

Bílkoviny řídící tvorbu autofagických vakuol jsou dobře evolučně konzervovány. Celá dráha je aktivována TOR kinázou a pak procesem podobným ubiquitinaci. Důležitou roli hraje PI3K - VPS34, která je inhibována wortmanninem.

Arabidopsis s postiženou tvorbou autofágních vakuol rychleji stárne a hůře odolává hladovění.

Vakuoly jsou centrální pro pochopení života rostlinné buňky

Robinsonovy shrnující modely (2005)