A sejt A sejt felépítése, sejtek energia-termelő rendszerei, szintetikus folyamatok és anyag-átalakítások, információátadás-jelzőrendszerek.

Az előadások a következő témára: "A sejt A sejt felépítése, sejtek energia-termelő rendszerei, szintetikus folyamatok és anyag-átalakítások, információátadás-jelzőrendszerek."— Előadás másolata:

1 A sejt A sejt felépítése, sejtek energia-termelő rendszerei, szintetikus folyamatok és anyag-átalakítások, információátadás-jelzőrendszerek

2 A sejt szerkezete I. plazmamembrán II. sejtmag III. citoplazma ER
vezikulum citoplazma DER riboszóma SER plazmamembrán sejtmag lizoszóma mitokondrium Golgi-komplex I. plazmamembrán II. sejtmag III. citoplazma ER mitokondrium Golgi lizoszóma peroxiszóma

3 I. plazmamembrán foszfolipidek, glikolipidek koleszterin
– amfipatikus molekulák: hidrofil+hidrofób szerkezeti részek lipid kettős réteg

4 I. plazmamembrán lipid kettős réteg
extracelluláris vizes fázis hidrofil hidrofób intracelluláris vizes fázis lipid kettős réteg beborítja a sejtet, elhatárolja a környezetétől tér-elválasztás: extracelluláris tér – intracelluláris tér (citoszol) szénhidrát foszfolipid kettős réteg zsírsavlánc fehérje foszfát feji csoport

5 I. plazmamembrán A membrán összetevői:
zsírok: foszfolipidek, glikolipidek, koleszterin fehérje: integráns, perifériás cukor: glikolipidek, glikoproteinek koleszterin fehérjék foszfolipidek glikokalix citoszkeleton perifériás fehérje integráns fehérje

6 I. plazmamembrán Membránfehérjék Szerkezet Felismerés Kommunikáció
Transzport

7 A plazmamembrán transzport
permeábilis a membrán: gázok: CO2,O2 hidrofób molekulák (szteroidok) kicsi hidrofil molekulák (víz) nem áteresztő a membrán: nagyobb hidrofil molekulák (glükóz) töltéssel rendelkező molekulák (aminosavak) ionok extracelluláris vizes fázis hidrofil hidrofób intracelluláris vizes fázis

8 A plazmamembrán transzport
FACILITÁLT DIFFÚZIÓ AKTÍV TRANSZPORT DIFFÚZIÓ DIFFÚZIÓ: az anyagok a koncentráció gradiens szerint áthaladnak a membránon FACILITÁLT DIFFÚZIÓ: az anyagok a koncentráció gradiensnek megfelelően ioncsatornán haladnak át a membránon pl: glükóz-transzporter AKTÍV TRANSZPORT: az anyagok energia felhasználással tudnak átjutni a koncentráció gradiens ellenében Pl: Na+ –K+ pumpa – membránpotenciál fenntartása

9 A plazmamembrán transzport
fagocitózis (sejtevés): a sejt bekebelezi a környezetében lévő nagyobb patikulumokat pinocitózis (sejtivás): oldott molekulák bekebelezése exocitózis: nagy molekulák kiürítése

10 I. plazmamembrán A fluid-mozaik modell
fluid: az individuális foszpholipidek és fehérjék a rétegben szabadon mozoghatnak, mintha folyadékban úsznának mozaik: szabadon kialakulnak fehérje-mintázatok (fehérjecsoportok)

11 II. sejtmag A sejt genetikai állománya 5-10µm-ben 2m DNS!
bazofil festődésű: a DNS savi jellege miatt neve: kromatin (eukromatin, heteokromatin) nukleolusz:magvacska: RNS felhalmozódás transzkripció maghártyán pórusok mag és citoplazma kommunikáció kettős membrán pórusok kromatin nukleolusz belső membrán külső membrán

12 A sejtmagmembrán transzport
rRNS nukleolusz 1. Riboszómális proteinek az endoplazmatikus retikulumban készülnek és a sejtmagba szállítják őket a transzporterek (nukleáris póruson) 2. az rRNS a nukleoluszban szintetizálódik és összeáll a megfelelő riboszómális fehérjékkel: 3.a nagy és kis riboszóma-alegységek a pórusokon keresztül elhagyják a sejtmagot 4. az alegységek kombinálódnak és a riboszómákat hozzák létre – kitapadnak az ER-hoz. sejtmag pórus riboszóma nagy alegység riboszóma kis alegység riboszómális fehérje riboszóma

13 III.endoplazmatikus retikulum (ER)
sejtmag csövecskék (tubulusok) zsákszerű elemek (ciszternák) hálózat (retikulum) membránnal határolt üregrendszer ami behálózza a citoplazmát dER: durva felszínű ER fehérjeszintézis fehérjemódosítás sER: sima felszínű ER lipidszintézis pl: koleszt. detoxifikálás: OH-csop. kalciumraktározás riboszómák ülnek a dER-en riboszómák dER sER

14 IV. Golgi-komplex olasz felfedezőről nevezték el
membránhatárolt sejtszervecske ‘zacskók halmaza’ Az ER-ről lefűződő hólyagocskákban érkeznek a szekréciós fehérjék. Az ER-ben szintetizált fehérjék módosulásai itt történnek: N-glikoziláció: Asp O-glikoziláció: Ser, Thr hidroxilálás szulfatálás célzott fehérjehasítás Az elkészült fehérjék hólyagocskákban a plazmamembrán felé mennek: szekréció. lumen érkező transzport vezikulum újonnan formált transzport vezikulum távozó transzport vezikulum

15 V. lizoszóma legömbölyödött organellumok
emésztő enzimeket tartalmaznak (nukleáz, proteáz, glikozidáz, lipáz, foszfatáz, szulfatáz, lizozim) ezek savi pH-n működnek: H-ion pumpa emésztik a felesleges vagy sérült sejtalkotókat, táplálékrészecskéket, bekebelezett vírusokat, baktériumokat összeolvadnak a plazmamembránnal és kiűrítik tartalmukat (exocitózis). a sérült sejtalkotókat ismét felhasználhatóvá teszi (aminosavak, oligopeptidek) a sejtet a lizoszóma-membrán védi ER exocitózis sejtmembrán citoplazma Golgi-komplex emésztő vakuolum táplálék-szemcsék endocitózis endoszóma

16 VI. peroxiszóma hasonló a lizoszómához méregtelenítő organellum
nagy mennyiségű fehérjét tartalmaz: elektrondenz a képen oxidatív lebontó folyamatok R-H2+O2 → R + H2O2 peroxidáz R-H2+ H2O2 → R + 2H2O kataláz -zsírsavak oxidatív lebontása -alkohol oxidációja acetaldehiddá

17 Fehérjelebontás – kikapcsolás
ubiquitin-rendszer (ub) szerkezet 75 aminosav konzervált (3 aa diff. élesztő-humán) működés: a lebontandó fehérjéhez sok ub kötődik (poli-ubiquitinálás) a 26S proteaszoma lebontja a fehérjét: oligopeptidek

18 Az ER Golgi és lizoszóma komplex
szekréció endocitózis plazmamembrán fagoszóma szekréciós vezikulum enzim Golgi-apparátus lizoszóma fehérje transzport vezikulum transzport vezikulum lipid DER SER riboszómák

19 VII. mitokondrium energiatermelés táplálékmolekulákból: sejtlégzés
C6H12O6 + 6 O2  6 CO2 + 6 H2O + Energia bakt. DNS-e van, endoszimbionta eredetű organellum mátrix kriszták belső membrán külső membrán intermembrán tér mitokondrium

20 VII. mitokondrium hidrogén ion mozgás elektron transzport
intermembrán tér belső membrán mátrix elektron transzport hidrogén ion mozgás ATP-energia termelés csatorna ATP-szintáz

21 Kompartmentalizáció membránokkal körülhatárolt terek, más és más belső tartalommal, funkcióval, közeggel emésztés fehérje-módosítás energia termelés fehérjeszintézis genetikai állomány táplálkozás endoszóma citoplazma peroxiszóma lizoszóma Golgi-apparátus mitokondrium durvafelszínű endoplazmatikus retikulum sejtmag plazmamembrán szabad riboszómák

22 A sejtek információs rendszere
sejtek közötti kapcsolatrendszer szaporodás anyagcsere differenciálódás szövetek, szervek összehangolt működése receptor-ligand kötés szignál transzdukció sejtválasz: anyagcsere-változás génexpresszió-változás ligandum (elsődleges hírvivő) receptor 1. citoplazma másodlagos hírvivő 3. 2. sejtmag 4.

23 Receptorok A receptor felépítése: extracelluláris domén
intracelluláris domén transzmembrán hélix katalitikusan aktív hely extracelluláris tér plazmamembrán citoplazma

24 Receptorok sejtfelszíni receptor:
hidrofil szignál molekula sejtfelszíni receptor plazma-membrán sejtfelszíni receptor: Membránfehérje köt a specifikus liganddal pl polipeptid hormonok, növekedési faktorok intracelluláris receptor: a szignálmolekula a sejt belsejébe kerül és ott aktiválja a sejtben v. sejtmagban lévő receptorát pl. szteroidok, retinsav, tiroxin szállító fehérje kicsi hidrofób szignál molekula intracelluláris receptor sejtmag

25 Receptorok Ioncsatorna-receptorok: ionok A jelmolekula kötődése konformáció-változást idéz elő, ionbeáramlás. A jelmolekula kötődése aktiválja a G fehérjét, ami aktivál egy enzimet. Katalitikus doménjét a dimerizált jelmolekula kötődése aktiválja. szignál molekulák G-fehérje vezérelt receptorok: szignál molekula G-fehérje enzim aktivált G-fehérje aktivált enzim Enzim-receptorok: dimer szignál molekulák inaktív katalitikus domén aktív katalitikus domén

26 Szignáltranszdukció Jelátviteli folyamat, amely egy szignált követő sejtválasz külső jelekre (szignálokra). túlélés osztódás differenciálódás apoptotikus sejt sejthalál lehetséges válaszok a szignálokra

27

28

29 Köszönöm a figyelmet! Elérhetőségem: Mészárosné Gyimesi Zsófia
Országos Kémiai Biztonsági Intézet Molekuláris és Sejtbiológiai Osztály