A sejt, sejtalkotók Dr. Szabó Marianne egyetemi adjunktus

Az előadások a következő témára: "A sejt, sejtalkotók Dr. Szabó Marianne egyetemi adjunktus"— Előadás másolata:

1 A sejt, sejtalkotók Dr. Szabó Marianne egyetemi adjunktus

2 Citoplazma félfolyékony
citoszól + korpuszkuláris elemek (sejtorganellumok) Citoszól: vízben oldott szuszpenzált sók, fehérje, szénhidrát, lipidek korpuszkuláris elemek: membránképletek, a sejt alkotórészeit hozzák létre és választják el a többi organellumtól

3 Sejtmembrán - kettős lipidmembrán
egymás felé tekintő oldalláncai vizet taszítók (hidrofóbok), a két vizes fázis felé néző oldalláncai pedig vizet kedvelők (hidrofilek). A lipidmolekulák a saját rétegükön belül többé-kevésbé szabadon elmozdulhatnak - másik fontos alkotói a fehérjék: Apoláris részeikkel a membránba süllyednek, míg poláris részeik abból kiemelkednek - csatornát képezve elhelyezkedése a membránban sokkal kötöttebb - A membránból kiemelkedő fehérjékhez a külső felszínen szénhidrátok is kapcsolódhatnak

4 A membránok legfontosabb feladata a sejtek, valamint a sejten belüli "rekeszek" vagy "fülkék" (kompartimentek) térbeli izolálása és az anyagok irányított transzportja az egyik oldalukról a másikra. fényenergiát megkötő színes vegyületeket is tartalmazhatnak elektronok és protonok szállításával, illetve szétválasztásával a két oldala között elektromos töltéskülönbséget, illetve pH-grádienst alakít ki. Ezek energiájával azután ATP-t szintetizál, anyagokat szállít vagy éppen ostorokat, csillókat mozgat. képesek ingerek felfogására, valamint ingerületek továbbítására is. meggátolhatja a kórokozók bejutását és a mechanikai sérülésektől is óvja a sejtet

5 A növényi sejteket a külvilág felé egy 8-12 nm vastagságú membrán, az ún. sejthártya határolja. Rajta keresztül zajlik le a sejt és a külvilág közötti anyagtranszport, sejt által irányított anyagforgalom. A baktériumok, a cianobaktériumok, a gombák és a növények sejtjeit a sejthártyán kívül még egy sejtfal is határolja. A növények sejtfalának cellulóz, a gombák sejtfalának pedig kitin a fő alkotója. Kémiailag mindkettő poliszacharid. A sejtfal: - az anyagcseretermékek kiválasztása, feladata a sejtek szilárdítása és külső behatásokkal szembeni védelme.

6 Anyagáramlás a sejt és környezete között
Egy sejt több módon juthat tápanyagokhoz.: Lebonthatja saját raktározott tartalékait (például a glikogént, zsírcseppeket), hogy a monomereket felhasználja, illetve a megfelelő specifikus transzportfehérjék révén intenzív anyagfelvételt folytathat a sejthártyán keresztül. A tápanyag-molekulákat felveheti egyesével, vagy tömegesen, endocitózis (bekebelezés). Három fajtáját különböztethetjük meg A., ha a sejt vízben oldott anyagot vesz fel, az a pinocitózis, B., ha szilárd konzisztenciájú anyagokat, az a fagocitózis, C., felszíni receptoraival is megkötheti a kívánt molekulákat. Az endocitózis során az emésztésre szánt anyag a sejthártyából lefûződő membránburokba csomagolódik, és az így képződő endocitotikus hólyagocska (endoszóma) egy lebontó, s szintén membránnal határolt sejtalkotóval egyesül. Ez utóbbi a primer lizoszóma, vagyis az úgynevezett lizoszomális apparátus egyik tagja .Ha a lizoszómákhoz szállított, membránnal körülkerített, lebontásra váró anyagok a sejt külső környezetéből származnak, akkor a folyamatot heterofágiának (heterofagocitózis) nevezzük. A sejten belüli lebontó tevékenységgel kapcsolatos fontosabb membránorganellumok és főbb átalakulásaik. A fagoszóma, a pinocitotikus vezikula és a receptor közvetítette endocitózissal létrejött vezikula az endoszómák közé tartozik; a heterolizoszóma, a multivezikuláris test és az autofág vakuólum egyaránt szekunder lizoszómának tekinthető.)

7 Endoplazmatikus membránrendszer (ER)
- egy lapos, tömlőszerű hólyagokból vagy tekergő csövekből álló, sokszorosan elágazó, membrán által határolt csőrendszer, - A hólyagok által alkotott, ún. durva felszínű endoplazmatikus membránrendszer felszínén riboszómák helyezkednek el, amelyek a citoplazma hasonló alkotóival együtt a fehérjeszintézis fő helyei. - Az endoplazmatikus membránrendszerben és belső üregeiben a szintetizált fehérjék raktározódnak, illetve más sejtalkotók irányába továbbítódnak.

8 Az egész sejtet behálózva annak belső kommunikációs és transzportrendszereként funkcionál.
A membránszintézis legfőbb helye, és így más sejtalkotók képzéséhez jelentősen hozzájárul. Bizonyítottan részt vesz a mitokondriumokat, a Golgi-apparátust, a glioxiszómákat, a vakuólumokat és a szferoszómákat alkotó lipidek kialakításában. Fehérjéket szintetizál, amelyek a sejtből kijuthatnak, membránalkotókká válhatnak, vagy felhalmozódhatnak fehérjetestek formájában. ER

9 Golgi-apparátus Alkotói, a diktioszómák, a növényekben rendszerint 4-8 lapos, tányérszerű ciszternából állnak, meggörbülnek, és így egy konkáv és egy konvex oldaluk van oldalirányban vezikulumok fűződnek le, amik sima felszínűek ciszternák között finom rostokból álló interciszternális anyag van képződési (proximális vagy cisz-) oldalukat és az érési (disztális vagy transz-) oldaluk van

10 Sejtmag Az eukarióta sejtek sejtmagjai a citoplazmától membránnal különülnek el.

11 Sejtmag jellemzői: A sejtmag (latinul: nucleus; görögül: karyon)
Alapanyag (nucleoplasma), maganyagát kétrétegű sejtmaghártya határolja, a kromoszómák bázikus festékekkel festődő anyaga (chromatin), az ehhez kapcsolódó egy vagy több sejtmagvacska és a sejtmaghártya alkotja (7 nm vastagságú) Mérete , száma különböző lehet. Alakja is meglehetősen változó. Leggyakoribb a gömb forma. örökítő anyag (dezoxiribonukleinsav, rövidítve: DNS) nemcsak a sejtmagban, hanem a mitokondriumokban és a plasztiszokban, sőt a baktériumok plazmidjaiban is előfordul.

12 Kromatinállomány Az eukarióta szervezetek DNS-éhez fehérjék kötődnek.
Ezek közreműködésével tekeredik föl a DNS nagyobb egységekbe. A föltekeredett és ily módon összetömörült DNS-t már egy évszázaddal ezelőtt sikerült bázikus festékekkel kimutatni. A jól festődő anyagot kromatinállománynak nevezték el.

13 kloroplasztisz (színtestek)

14 Színtestek jellemzői:
A kettős határolóhártya bonyolítja a szállítási folyamatokat sztróma finomszemcsés anyagában zajlik le a fotoszintézis sötét reakciója, terméke cukrok képződése. A lapos ciszternák által alkotott tilakoidokban a fotoszintetikus pigmentek (klorofillok, karotinoidok) közreműködésével megy végbe a fényreakció. tilakoidok egymásra rakódásával pénztekercsszerű képződmények, gránumok keletkeznek. előfordulhatnak még a sztrómában asszimilációs keményítőszemcsék, lipideket raktározó cseppek (plastoglobulus), vasat tartalmazó kristályok (ún. fitoferritin-szemcsék) és a szén-dioxid megkötésében közreműködő enzimet tartalmazó fehérjekristályok.

15 A mitokondriumok a sejtlégzés központja
1 mikrométer szélesek és 1-3 mikrométer hosszúak gömb vagy ellipszoid alakúak A bennük lezajló citromsav- (citrát-) ciklus és a hozzá kapcsolódó terminális oxidáció a sejt energiaforgalmában központi szerepet betöltő adenozin-trifoszfátot (ATP-t) állítja elő. kettős membrán borítja. A belső hártya betüremkedik az alapanyagba (matrix), különböző alakú zsákocskákat (crista) formálva. Lemezszerű, párhuzamos kriszták oxigénmentes környezetben jelennek meg. kettéhasadással szaporodnak .

16 Sejtosztódás - A génekben tárolt információknak kettős szerepük van az élő szervezetekben: 1. egyrészt a fehérjék szintézisének irányításával meghatározzák azok tulajdonságait, 2. másrészt az öröklődő tulajdonságokat az utódoknak, illetve az utódsejteknek átadják. A tulajdonságok átörökítését a sejtosztódás teszi lehetővé. Új sejtek számtartó vagy számfelező sejtosztódással (mitózissal vagy meiózissal) keletkezhetnek.

17 A mitózis : a megduplázódott örökítő anyagot az utódsejtek között egyenlő mértékben megosztja, s ezzel párhuzamosan a megnövekedett mennyiségű citoplazmáját is kettéválasztja. A folyamat rendszerint percig tart. A kromatinállomány és a sejt anyaga a két mitózis között (a szintézis szó kezdőbetűjéről S-szakasznak nevezett időtartam alatt) duplázódik meg. Az S-szakaszt a mitózistól (M-szakasztól) egy-egy nyugalmi fázis, a G1-, illetve a G2-szakasz választja el. Ezekben a szakaszokban szintetikus folyamatok nem zajlanak, és a mitózis is szünetel.

18 A mitózis szakaszai: 1. profázis .
A G2-szakaszban még diffúz kromatinállomány fokozatosan kromoszómákká tömörül. A centromeronok a megkettőződött kromoszómákat (kromatidokat) még összekötik. A sejt mikrotubulusainak nagy része szétesik, és a tubulinmolekulákból magorsófonalak kialakulnak sejtmag hártyája felbomlik magorsó is kialakul minden kromatidpár összetömörült 2. metafázis minden kromatidpár szétválik és a polusok felé „vándorol”

19 3. Anafázis a szétvált leánykromoszómák elindulnak a pólusok irányába. A húzófonalak megrövidülnek, a támasztófonalak megnyúlnak. Magorsófonálzat pólusai egymással ellentétes irányba mozdulnak el. 4. Telofázis leánykromoszómák elérik a pólusokat. A húzófonalak szétesnek alkotóikra, a támasztófonalak azonban tovább nyúlnak. A fokozatosan felbomló szerkezetű kromoszómák körül új sejtmaghártya alakul. A két utódsejt között megkezdődik a sejtfal képzése. Az új sejtfal a citoplazma alkotóit a legtöbbször egyenlő részben osztja meg.

20 1. utódsejtekbe feleannyi kromoszóma jut, mint amennyi az anyasejtben volt.
2. Az osztódás eredménye négy új, haploid sejt. 3. A meiózis két fő szakaszból áll: A., Az elsőben a kétkromatidos kromoszómapárok tagjai (homológ kromoszómák) válnak szét, és vándorolnak fele-fele arányban a két új sejtbe. Az első szakasz tehát egy kromoszóma-számfelező osztódás. B., Ezt követi a második, összességében négy sejtet eredményező osztódás, amikor már egy számtartó osztódás eredményeképpen a kromatidok különülnek el egymástól. meiózis

21 meiózis meiózis első szakaszának profázisában a kromoszómákban jellegzetes változások következnek be. Ezek alapján ezt a szakaszt öt alszakaszra (nevük: leptotén, zigotén, pachitén, diplotén és diakinézis) osztották. A pachitén fázisban a homológ kromoszómák a közöttük levő fehérje- és RNS-tartalmú központi elemmel együtt egy háromrészes komplexet (szinaptonémális komplex) alkotnak. A szinaptonémális komplexekre feltétlenül szükség van a kiazmák (chiasma) formálódásához. A kiazmákban a homológ kromoszómák közötti génkicserélődések (rekombinálódások) zajlanak le.

22 mozgással kapcsolatos sejtszervecskék
1. sejtközpont (cytocentrum, centrosoma, kinetosoma) mindeddig csak kevés növényi sejtben sikerült kimutatni. 2. Ostor (flagellum) és csillók (cilium) két részből áll: egy központi testből (centriolum) és az azt körülvevő elektronsűrű anyagból (centrosphaera). A centriólum henger alakú. Hossza 0,25-tól több µm-ig terjed, átmérője 200 nm. Fala 9 db, egyenként három csövecskét /mikrotubulust/ tartalmazó egységből épül fel. A csövecskék egymáshoz viszonyítva meghatározott szögben rendeződnek el. Fő alkotójuk a tubulin nevű fehérje, amelynek molekulái egy spirális vonal mentén fűződnek fel. felszínüket plazmamembrán borítja

23 Prokarioták:

24 Eukariota:

25 Ostoros moszatok:

26 Köszönöm a figyelmet!