A Gyógyszerésztudományi Kar első évfolyamos hallgatói számára

Az előadások a következő témára: "A Gyógyszerésztudományi Kar első évfolyamos hallgatói számára"— Előadás másolata:

1 A Gyógyszerésztudományi Kar első évfolyamos hallgatói számára
A sejtváz és a mozgás A Gyógyszerésztudományi Kar első évfolyamos hallgatói számára 2008. október 29. Dr. Fülöp A. Kristóf PhD, egyetemi docens Genetikai, Sejt- és Immunbiológiai Intézet Semmelweis Egyetem

2

3 Motorfehérjék (mechanokémiai enzimek, melyek a sejtváz elemein mozognak)
Dinein - végmotor MAP (mikrotubulus asszociált protein) Kinezin + végmotor Miozinok ABP (aktin kötő fehérje)

4 Nevezéktan Sejtváz = citoszkeleton
Fehérjék dinamikus hálózata az eukaria citoplazmában (vö. magváz = nukleo- szkeleton)

5 Citoszkeleton funkciói
Az eukaria sejt szinte minden működésében részt vesz Sejtalak és –polaritás Organellumok (beleértve kromoszómák) kihorgonyzása és mozgatása  Sejtek mozgása Húzószilárdságának befolyásolója

6 Intermedier filamentumok
A sejtváz elemei Mikrofilamentumok 7 nm Mikrotubulusok 25 nm Intermedier filamentumok 8-12 nm

7 A mikrofilamentáris (MF) rendszer

8 A mikrofilametum szerkezete
G-aktin (2 alegység) F-aktin

9 A Mf-ok energetikája és polaritása

10 A Mf-ok dinamikája: dinamikus instabilitás
Felépülés Lebomlás

11 A Mf-ok dinamikája: fragmentáció /összeépülés

12 A MF-dinamika befolyásolása
Amanita phalloides (gyilkos galóca) Farmakológiás Gombametabolitok Depolimerizáció gátló: Falloidin phalloidin (green) A REF52 cell stained with Alexa 488-phalloidin (green) and anti-VASP antibody (red)

13 A MF-dinamika befolyásolása
Farmakológiás Gombametabolitok Polimerizáció gátlás: Citkalazinok Mel-c melanocyte treated with cytochalasin and stained for F-actin (blue), microtubules (red), and the melanosome marker TRP-1 (green). Citokalazin kezelés után a kék aktin diffúzan látható a citoplazmában.

14 A MF-dinamika szabályozása
Fiziólógiás Aktin kötő fehérjék: ABP (actin binding protein)

15 Az ABP-fajták / hatásaik
Monomer felszabadítás Sapkázás, nukleáció Keresztkötés Darabolás Fragment. G-aktin kötés Hosszú filamentum Hálózat Köteg Pl. -aktinin Pl. filamin Pl. gelzolin Pl. profilin

16 A kérgi aktin réteg

17 Kérgi aktin réteg II. (sejtkéreg, hyaloplazma)

18 Figure 1 Filopodia and other thin, actin-rich cellular protrusions
Aktin gazdag sejtfüggelékek a, b, c: Pseudopodia (állábak) Mikrovilli (mikrobolyhok), Stereocilia Filopodia are seen at the leading edge of migrating fibroblasts (a) and in neuronal growth cones (b). In both instances, filopodia are associated with lamellipodia. Filopodia are also found at the leading edge of epithelial sheets (c) during such processes as wound healing or Drosophila dorsal closure. The radial actin bundles found in those ‘zipping’ filopodia are linked to an actin- myosin ‘purse string’ cable. Depending on the cell type, apical filopodia or short microvilli seen on many cultured cells might be precursors of more mature actin-rich structures such as brush-border microvilli (d) and inner ear cell stereocilia (e). Biochemical Society Transactions Biochem. Soc. Trans. (2004) 32,

19 Kefeszegély (mikrobolyhok, microvilli)
Felszívó hámsejtek apikális felszínén

20 Mikroboholy (microvillus)

21 Sejten belüli mozgások
Aktin kötő motorfehérjék és a mikrofilamntumok szerepe a sejtmozgásokban Sejten belüli mozgások

22 Cíklózis (citoplazma áramlás)
Plazma membrán N Actin gazdag kéreg, ectoplazma, hyaloplasma Endoplasma Miozin I.

23 Az aktin gazdag kéreg szerepe az állábképződésben és a fagocitózisban
Pseudopodia: állábak

24 Sejtmozgások Amőboid mozgás

25 Állábképződés Szőkőkútmechanizmus

26 Az állábas mozgás Előfordulása Szabályozása
Egysejtűek (pl. Gyökérlábúak) Fagociták vándorlása a szövetekben Sejtvándorlás az embriogenezis során Szabályozása Kemottraktánsok Bakteriális peptidek N-formil-metionin Kemokinek Gyulladásos mediátorok

27 Az uropodium retrakciója (behúzása)
pseudopodium uropodium

28 Sejtmozgások Izommozgás

29 Izomszövetek Simaizom Harántcsíkolt izom Szívizom Vázizom Egysejtmagvú
Soksejtmagvú izomrost (syntitium) Simaizom Szív- izom Váz- izom

30 Izomrost (sejt) Vázizom  Miofibrillum 

31 A szarkomer Vastag filamentum Vékony filamentum Vékony filamentum

32 A szarkomer kereszmetszetben (is)
Vékony filamentum Vastag filamentum

33 A miofilamnetumok összetétele
Vastag filamentum Miosin II köteg Vékony filamentum A többi motorfehérje szerkezet is hasonló! (Nehézlánc (fej, farok), könnyű lánc)

34 A szarkomer járulékos fehérjéi
-aktinin

35 Mi van a miofibrillumok között?
Egyéb citoplazma elemek SER (szarko- plazmás retikulum) Glikogén Mitokondrium Stb. Tranzverzális tubulus SER terminális ciszterna SER longitudinális ciszternák

36 A T-tubulus és SER szerepe az ideg-izom ingerület áttevődésben

37 A Ca++ konformációvátozást okoz
Miozin kötőhely

38 Aktin-miozin elcsúszás (sliding)
! !

39 Izomkontrakció

40 Simaizom kontrakció: hasonló egységek, eltérő szabályozás
CaM: kalmodulin, MLC(K): miozin künnyűlánc (kináz)

41 A mikrotubuláris (MT) rdsz.
MTOC

42 A MT szerkeze-te

43 A MT energetikája és dinamikája
dinamikus instabilitás

44 Taposómalom

45 A MT-dinamika befolyásolása
Polimerizáció gátlás Kolhicin, Vincristin Depolimeri- záció gátló Taxol

46 A MT-dinamika befolyásolása
Polimerizáció gátlás Kolhicin, Vincristin Depolimeri- záció gátló Taxol Tiszafa (Taxus baccata) Őszi kikerics (Colchicum autumnale) Kis télizöld (Vinca minor)

47 A dinamika szabályozása
Mikrotubulus asszociált fehérjék: MAP Pl. kötegelés

48 Nukleáció az MTOC-ban (Mikrotubulos Organizáló Centrum, centroszóma)

49 A MT-rdsz. is dinamikus struktúra növekvő és rövidülő MT-okkal

50 Az MTOC és MT-rdsz funkciója
Interfázisos sejt Osztódó sejt Idegsejt centrosoma bazális test Csilló magorsó axon Sejtpolaritás A többi citoszkeletális elem orientációja Sejten belüli szállítás vezikuláris transzport kromoszómák vándorlása Csillós és ostoros mozgád

51 A sejtorganellumok orientációja
After exposure to nocodazole, which causes microtubules to depolymerize (see Table 16-2), the Golgi apparatus fragments and is dispersed throughout the cell cytoplasm

52 A Golgi fragmentálódik a MT-k dezorganizációja után.
After exposure to nocodazole, which causes microtubules to depolymerize (see Table 16-2), the Golgi apparatus fragments and is dispersed throughout the cell cytoplasm

53 Teherszállítás a mikrotubuláris rdsz. segítségével
kinezin dynein mikrotubulus könnyű láncok nehéz lánc dinein

54 Vezikuláris transzport

55 Csillós (2-10 m) és ostoros (10- 200 m) mozgás
Sejtmozgások Csillós (2-10 m) és ostoros ( m) mozgás

56 A csilló (cilium), ostor(flagellum) és a bazális test (cenriólum)
axonéma (tengelyfonal) bazális test (centriólum) SER

57 A csilló szerkezete dinein kar küllő központi burok
központi mikrotubulus központi burok küllő

58 Korlátozott elcsúszás (sliding)
nexin Izolált mikro- tubulusok: elcsúszás Ostorban: elhajlás

59 A csillómozgás Csilló: csapás Ostor: hullámzás

60 Szabályozás Ca++ Membrán polarizáció

61 A csillós/ostoros mozgás szerepe
Állatok Csillós hám (trachea, méhkürt) Spermium Egysejtűek

62 Intermedier filamentumok (IF)

63 monomer ! Szerke-zet subfilamentum Intermedier filamentum

64 Fajtái Citoplazmatikus (Szövetspecifitás!) Nukleáris laminok
Keratin (hám) Vimentin (kötő és izomsz.) Dezmin (izom) Neurofilamentum (neuron) Nukleáris laminok

65 Elhelyezkedésük Sejtkapcsoló struktúrákhoz kapcsolódva.
Perinukláris „kosár”

66 Funkciójuk Mechanikai stressz elleni védelem
A sejtek alakjának stabilizálása Együttműködés sejtkapcsoló struktúrákkal

67 Összefoglalás: Mi kell a mozgáshoz?
Motorfehérjék Sejtváz elemek Mikrofilamentum Mikrotubulus (Intermedier filamentumok) Központok Adhéziós struktúrák Sejt-sejt Sejt-mátrix Nukleációs helyek Membrán (fehérjék) MTOC (centroszóma) Bazális test Energia ATP Szabályozás Szervetlen ionok Ca++, Mg++ Szerves Ca-kötő fehérjék Kinázok és foszfatázok