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.

Úvod do biologie rostlin Buňka ROSTLINNÁ BUŇKA

2. Buněčné membrány a vakuoly rostlinných buněk

Buněčný cyklus. Replikace DNA a dělení buňky

BUŇKA ZÁKLADNÍ JEDNOTKA ORGANISMŮ

Bakalářské práce. Magisterské práce. PhD práce

MEMBRÁNOVÉ STRUKTURY EUKARYONTNÍCH BUNĚK

5) Fyziologie rostlinných hormonů auxinů: receptory a signální dráhy

Bílkoviny a rostlinná buňka

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

Stavba dřeva. Základy cytologie. přednáška

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

Příběh pátý: Auxinová signalisace

Růst a vývoj rostlin - praktikum MB130C78

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

BUŇEČNÝ CYKLUS A JEHO KONTROLA

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

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

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

Cytologie. Přednáška 2010

BIOLOGICKÁ MEMBRÁNA Prokaryontní Eukaryontní KOMPARTMENTŮ

Bakalářské práce. Magisterské práce. PhD práce

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

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Schéma rostlinné buňky

Struktura a funkce biomakromolekul

Fyziologie AUTOFAGIE. MUDr. JAN VARADY KARIM FNO

PŘENOS SIGNÁLU DO BUŇKY, MEMBRÁNOVÉ RECEPTORY

VÝZNAM FUNKCE PROTEINŮ V MEDICÍNĚ

Mendělejevova tabulka prvků

TUBULIN-FOLDING COFACTOR A (TFC A) u Arabidopsis

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

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

Struktura a funkce biomakromolekul

3. Nukleocytoplasmatický kompartment rostlinných buněk

MBRO ) Membránový transport

STRUKTURA EUKARYONTNÍCH BUNĚK

Auxin - nejdéle a nejlépe známý fytohormon

MEMBRÁNOVÝ PRINCIP BUŇKY

Struktura a funkce biomakromolekul KBC/BPOL

Základy buněčné biologie

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

Struktura a funkce biomakromolekul KBC/BPOL

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

BUNĚČNÁ MOTILITA A MOLEKULÁRNÍ MOTORY

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

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

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

STRUKTURA EUKARYONTNÍCH BUNĚK

Buňky, tkáně, orgány, soustavy

INTRACELULÁRNÍ SIGNALIZACE II

3) Membránový transport

MITÓZA V BUŇKÁCH KOŘÍNKU CIBULE

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

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

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

Mechanismy hormonální regulace metabolismu. Vladimíra Kvasnicová

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

Membránové transportery - pokračování:

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

Rostlinná buňka jako osmotický systém

Lipidy a biologické membrány

VÝZNAM REGULACE APOPTÓZY V MEDICÍNĚ

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

Biologie buňky. systém schopný udržovat se a rozmnožovat

Pohyb buněk a organismů

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

Interakce buněk s mezibuněčnou hmotou. B. Dvořánková

Vakuola. Dutina uvnitř protoplastu, která u dospělých buněk zaujímá 30 až 90 % jejich


prokaryotní Znaky prokaryoty

Rostlinná cytologie. Přednášející: RNDr. Jindřiška Fišerová, Ph.D. Rostlinná cytologie, Katedra experimentální biologie rostlin PřF UK

3) Fyziologie rostlinných hormonů auxinů: receptory a signální dráhy

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

Stomatální vodivost a transpirace

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

Buňka cytologie. Buňka. Autor: Katka Téma: buňka stavba Ročník: 1.

BUNĚČ ORGANISMŮ KLÍČOVÁ SLOVA:

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

4. Eukarya. - plastidy, mitochondrie, cytoskelet, vakuola

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

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

Milada Roštejnská. Helena Klímová. Buňka. Pankreas. Ledviny. Mozek. Kost. Srdce. Sval. Krev. Vajíčko. Spermie. Obr. 1.

Z Buchanan et al. 2000

8. Polysacharidy, glykoproteiny a proteoglykany

Buněčný cyklus a molekulární mechanismy onkogeneze

Endocytóza o regulovaný transport látek v buňce

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

VAKUOLY - voda v rostlinné buňce

Hořčík. Příjem, metabolismus, funkce, projevy nedostatku

BIOLOGIE BUŇKY II Struktura buňky Buněčný cyklus

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

Apoptóza Onkogeny. Srbová Martina

Regulace růstu a vývoje

Toxikologie PřF UK, ZS 2016/ Toxikodynamika I.

5. Příjem, asimilace a fyziologické dopady anorganického dusíku. 5. Příjem, asimilace a fyziologické dopady anorganického dusíku

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.

TYPY ENDOCYTOTICKÝCH VÁČKŮ

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

adaptiny

Bin Amphiphysin Rvs (BAR) domain proteins, which can sense membrane curvature and recruit actin to membranes. BAR proteins interact with the endocytic and cytoskeletal machinery, including the GTPase dynamin (which mediates vesicle fission), N-WASP (an Arp2/3 complex regulator) and synaptojanin (a phosphoinositide phosphatase).

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

Signální/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

V rostlinných buňkách hraje důležitou roli také endocytóza nezávisl vislá na klathrinu.

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 SPÍŠE V POZDNÍM 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.

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

Je rozdíl mezi rostlinami a živočichy opravdu tak zásadní?

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 MNOHOTVARÝ KOMPARTMENT ROSTLINNÝCH BUNĚK

Ve vakuole dochází k nespecifické degradaci řady substrátů včetně lipidů, polysacharidů a bílkovin. Má zásadní význam pro transport iontů vody a tedy turgor. Má funkci zásobní, signální a přežívací (autofagie).

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.

PEP12 je prevakuolární t-snare u Arabidopsis UŽITÍ JAKO MARKERU

Vakuolární lokalizační signály N P I R N P I R TŘÍDĚNÍ DO VAKUOLY

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

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

Od ER odvozená PB jsou obklopována a pohlcována vakuolami.

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 prevakuolárního komp.- MVB pozdního endozómu

Prevacuolar compartment Multi Vesicular Body Třídění bílkovin z MVB do vakuoly je řízeno třemi (I,II,III) 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). Komplex Retromer pomáhá recyklovat z PVC do TGN

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

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

Autofagická vakuola 4 dráhy CVT = cytoplasm to vacuole targeting

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.

5 month SD Arabidopsis s postiženou tvorbou autofágních vakuol rychleji stárne a hůře odolává hladovění. Bez dusíku Ve tmě

Vakuoly jsou centrální pro život rostlinné buňky

Robinsonovy shrnující modely (2005)

KANÁLY, PŘENAŠEČE A PUMPY TONOPLASTU A molekulárně char. B - elektrofyziologie

KANÁLY, PŘENAŠEČE A PUMPY TONOPLASTU A molekulárně char. B - elektrofyziologie Hlavní tvůrci Vm na tonoplastu.