Notatki z wykładu PDF

Preview

Summary

notatki z wykładu...

Description

Biologia Komórki Wyklad 03.12.20

POWSTAWANIE BŁON • Błony nie powstają de novo; • Powstają przez dobudowanie nowych fragmentów błony już istniejącej, głównie w siateczce śródplazmatycznej, skąd są transportowane do aparatu Golgiego, endosomów, lizosomów i błony komórkowej • Błony mitochondriów i peroksysomów dobudowane są in situ ze składników importowanych do tych organelli za pomocą białek nośnikowych • Dobudowanie błon zachodzi w ich warstwie P, skierowanej ku cytozolowi, skąd są czerpane substraty, głównie kwasy tłuszczowe, triglicerydy i cholesterol • Fosfolipidy syntezowane są w cytozolu z diglicerolu i seryny • Enzymy- flipazy przenoszą następnie lipidy z warstwy P błony i dowarstwy E i w odwrotnym kierunku

REPERACJA BŁON • W normalnych warunkach większość uszkodzeń błony jest szybko reperowana. • Reperowanie błon odbywa się przy udziale białek błonowychferlin (otoferlina, mioferlina i dysferlina) oraz kweoliny 3, kaplainy 3. • Przez uszkodzone miejsce w błonie wnikają jony Ca, które powodują gromadzenie pęcherzyków w cytoplazmie, pod uszkodzoną błoną • Pęcherzyki ulegają fuzji, a następnie ich błona fuzuje z miejscem uszkodzonej błony, reparując jej ubytek w ciągu 10-30 s.

Kora komórki •

Wzmacnia i podpiera cienka i delikatna blone komorkowa

• Jest to siec włóknistych bialek przyczepionych do wewnętrznej monowarstwy • Przyblonowa czesc cytoszkieletu • Bialka takie jak: spektryna, aktyna, glikoforyna, ankiryna

Glikokaliks • Oligosacharydowe lancuchy boczne przyłączone do glikolipidow, glikoprotein blonowych oraz lancychow polisacharydowych, wlaczonych w proteoglikany blonowe • Glikoproteiny i proteoglikany, ktor zostały wydzielone przez komorke, a następnie zwrotnie zaabsorbowane na jej powierzchni

Glikokaliks – FUNKCJE GLIKOKALIKSU • Płaszcz węglowodanowy na powierzchni komórki tzw. „słodka skorupka” • Dodatkowa warstwa na powierzchni komórki chroni ja przed uszkodzeniem mechanicznym i chemicznym • Cukry ( oligo-i polisacharydy) wchłaniają wodę – powierzchnia komórki jest śliska, jest to ważne np. dla leukocytów, którym ułatwia przeciskanie się przez wąskie przestrzenie międzykomórkowe, zapobiega tez przylepianiu ssie erytrocytów do siebie lub do ściany naczyń • Odgrywa ważną role w rozpoznawaniu się komórek i ich przyleganiu (adhezji)

2

Białka Błonowe Biaka blony pelnia ważne funkcje, poniewz sia: ➢

➢

➢ ➢

Receptorami- mogą wiazac cząsteczki sygnałowe, np. hormony, cytokiny, składniki pożywienia Białkami kanalowymi- przez których kanaly mogą przeplywac jony nieorganiczne i cząsteczki Białkami struktyralnymi blony tworzącymi jej szkielet Białkami enzymatycznymi

Zasady transportu błonowego •

•

• •

Stężenie jonów wewnątrz komórki (1) rożni się / nie rożni się od ich stężenia na zewnątrz Dwuwarstwy lipidowe są (2) przepuszczalne nie przepuszczalne dla substancji rozpuszczalnych w wodzie, w tym jonów Błonowe białka transportujące dzielimy na nośniki, pompy i kanały Transport bierny i aktywny umożliwiają przejście przez błonę cząsteczek rozpuszczalnych, w tym jonów

Rodzaje transportu przez błony 1. Transport przez kanały : • Transport bierny ( bez nakładu energii, odbywa zgodnie z gradientem stężeń )

3

2. Transport przez nośniki: • transport bierny- bez nakładu energii- uniport • transport aktywny- z nakładem energii ( gradient stężenia jonów sodu lub hydroliza ATP) – symport i antysport 3. transport przez pompy • transport aktywny ( z nakładem energii-hydroliza ATP)

Transport bierny w komórce Transport biery zachodzni (4) zgodnie/ niezgodnie z roznica ( gradientem) stezen, dlatego nie wymaga wydatków energetycznych

Ponadto transport do i z komorki może odbywać się na zasadzie dyfuzji prostej zgodnie z gradientem stezen( bez udziału bialek transportujących) Do mechanizmow transportu biernego zaliczamy:  Dyfuzje prosta  Osmoze  Dyfuzje ulatwiona Dyfuzja prosta •

•

•

4

Dyfuzja prosta jest procesem, który polega na samorzutnym transpocie cząsteczek mającym na celu wyrownianie stezen. W obrembie komorki dyfuzja prosta prowadzi do wyrównania stezen po obu stronach blony biologiczneh W mechanizmie tym przemieszczanie sa przez blone substancje o niewielkich wymiarach czastek i ladunku obojętnym ( np. gazy- CO2O2) a także substancje rozpuszczalne w tluszcach np. kwasy tłuszczowe, etanol i hormony sterydowe Zgodnie z mechanizmem dyfuzji cząsteczki substancji rozpuszczonej ( jeżeli blona komorkowa jest dla nie przepuszczalna ) przemieszczają się do roztworu o miejszym stężeniu ( roztwor hipotoniczny)

•

Osmoza •

•

5

Osmoza jest (5)…, w której przez blone polprzepuszczalna przenika rozpuszczalniki, aby wyrowac stężenie po obu stornach blony biologicznej W mechanizmie osmotycznym jest transportowana woda. Woda przenika z roztworu o miejszym stężeniu (hipotonicznym) do roztworu o wyższym stężeniu (hipertonicznym)

Dyfuzja ułatwiona •

•

•

6

Dyfuzja ulatwiona zachodzi przy udziale (6) bialek pomocniczych , które uczestniczą w transporcie jonow i sunstancji o większych masach cząsteczkowych, nadal zgodnie z gradientem stezen Bialka pomocniczne odgrywają role przenosnikow blonowych lub kanalow jonowych. Przenośniki bloowe posiadaja w swej strukturze specjalne miejsce, do którego laczy się okreslona substancja (np. glukoza) Zwiazaie substancji transportowej do przenosika powoduje chwilowa zmiane jego konfromacji przestrzennej, obrocenie i przeniesienie owej substancji na druga strone blony komórkowej

•

Bialka, które pelnia fukcje kanalow jonowych odpowiadają za transport takich jonnow jak Na+, K+, Cl-, Ca2+. Mamy zatem kanaly sodowe, potasowe, chlorkowe i wapniowe

•

Transport ten jest sprawny i szybki, odbywa się zgodnie z roznica stezen, a także potecjalem blony komórkowej

•

Potencjal blonowy jest spowodowany (7) nierównomiernym rozmieszczeniem jonow po obu stronach blony. Po zmianie potencjalu blonowego kanaly jonowe otwierają się.

•

Zmiana potencjalu zachodzi pod wpływem roznych sygnalow np. na skutek pobudzenia blony komórkowej otwierają się kanaly sodowe albo tez po przyłączeniu neuroprzekaźnika w synapsie nerwowej otwierają się kanaly wapniowe

Gradient elektrochemiczny- wypadkowa sila,która wynika z gradientu stezeia oraz napięcia istniejącego w poprzek blony.

Gradient ten tederminuje kierunek biernego transportu przez blone. Dla pewych jonow napiecie i gradient stężenia dzialaja w tym samym kierunku tworząc względnie stromy gradient elektrochemiczny np., Na+ którego stężenie jest większe na zewnątrz komorki niż w jej wnętrzu. Dlatego tez gdy Na+ ma takie możliwości, będzie dazyl do wejścia do komorki Gdy mapiecie i gradienty stezen maja efekt przeciwstawny, wypadkowy gradient elektrochemiczny może być maly, np. K+, którego stężenie w komórce jest większe niż na zewnątrz. Z powodu przeciwstawnych efektow K+ ma maly gradient elektrochemiczny poprzez blone, mimo jego dużego stężenia i dlatego wypadkowe przemieszczanie K+ przez blone jest niewielkie.

7

Rozne typy bodzcow wplywaja na otweranie i zamykanie kanalow jonowych Kanaly roznia się pod względem: ➢ ➢

•

•

•

Selektrywnosci jonow Bramkowania Kanal bramkowany apieciem- prawdopodobieństwo otwarcie zależy od potencialu blonowego Kanal bramkoway ligandem- stan otwarcia zależy od związania określonej cząsteczki ( liganda) z białkiem kanalu Kanal aktywowany naprezeniem – otwarcie kanalu wywolane jest sila mechaniczna przylozona do kanalu

Rodzaje transportu aktywego: przez nosnik sprzężony i pompy (zasilane ATP lubSwiatlem) 1. Przenośniki sprzężone sprzegaja transport prze4z blone jednej cząsteczki zachodzący wbrew gradientowi stezen z transportem innej, zgodnym z gradientem 2. Pompy napedxzane przesz ATP sprzegaja transport wbrew gradientowi stezen z hydroliza ATP 3. Pompy napędzane swiatlem – glownie w komorkach bakteryjnych, sprzegaja trasport wbrew gradientowi z wprowadzeniem energii ze swiatla.

8

Transport Aktywyny •

•

•

•

9

Zachodzi wbrew gradientowi stezen. Biora w nim udział tzw. Pompy (8) jonowe Pompy to struktury tworzone przez kompleksy białkowe przenosza substancje (jony, glukoza, aminokwasy) dzięki energii pochdzacej z hydrolizy ATP Do takich pomp należy pompa sodowo-potasowa. Jest to enzym który uczestniczy w aktywnym trasporcie jonow potasu i sodu. Utrzymuje równomierne stężenie jonow NA+ i K+ po obu stronach blony komórkowej. Jej działanie jest napędzane energia pochodzaca z hydrolitycznego rozkladu ATP Na zewnątrz komorki przenikają trzy jony sodu , a do wnętrza dwa jony potasu. W komorkach nerwowych pompa sodowo-potasowa jest niezbedna w utrzymaniu potencjalu spoczynkowego blony neuronu

Wyroznia się 3 rodzaje transpory aktywnego - uniport, symport i antyport - uniport to transport jednej cząsteczki - symport polega na transporcie dwóch cząsteczek w tym samym kierunku - antyport to transport dwóch cząsteczek w przeciwnych kierunkach Przykładem antyportu jest wlasnie popma sodowo-potasowa. Innym przykładem pompy jest pompa protonowa. Jest to bialko integralne, dzięki któremu zachodzi transport jonow wodorowych H+ przez blony biologiczne.

10

Transport pęcherzykowy Sortowanie bialek - do mitochondrow, perkosysomow oraz do wnętrza jadra bialka mogą być dostarczane wprost z cytozolu - do innych, w tym aparatu Golgiego, lizosomów, endosomow i blon otoczki jdrowej, bialka i lipidy sa dostarcaane pośrednio przez ER, które jest glownym miejscem syntezy lipidow i bialek - bialka wnikają do ER bezpośrednio z rybosomów, przyłączonych do ER od strony cytozolu. Pewne bialka zostają w ER, inne kierowane sa na drodze transportu pęcherzykowego do aparatu Golgiego, a następnie trafiają do innych organelli, w tym do blony komórkowej.

11

Sekwencje sygnałowe kierują bialka do właściwego przedzialu - sekwnecja aminokwasowa ( 15-60 aminokwasow) zawieracjaca sygnal sortujący, dzeki czemu bialko jest kierowane do organelli, w której jest potrzebne - sekwencje sygnałowe jest często usuwana z dojrzałego bialka, gdy tylko spleni fukncje sprtujaca - bialka które nie posiadaja tej sekwencji pozostają w cytozolu- sygnal zatrzymania KDEL ( Lys-Asp-Glu-Leu)

Import bialek do organelli jest zapewniony przez 3 mechanizmy 1. Bialka przechodzące z cytozolu do jadra sa transportowane przez pory jadrowe przenikające wewnetrzna i zewnetrzna blone jardowa Pory dzialaja jak selektywne bramki, które aktywnie transportują specywiczne makrocząsteczki, ale zarazem umozliwiaja swobodna dyzuzje mniejszych cząsteczek

12

2. Bialka przechadzace z cytozolu do ER, mitochondriow , chloroplastów lub peroksysomowsa transportowane poprzez blone organelli przez trnaslokazy bialek mieszczące się w blonie. Czasteczka transportowanego bialka musi się najpierw rozfaldowac, aby „przeslizgnac się” przez blone.

3. Bialka przemieszczające się od ER dalej oraz jednego podizalu systemu blon wewnwtrznych od przedzialu drugiego sa transportowane mechanizmem zasadniczo różny od dwóch poprzednich. Sa one niesione przez pęcherzyki transportujące, które sa obarczanr ladunkiem bialek pochodzących z wewnętrznej przestrzeni, czyli swiatla jednego przedzialu, gdy odpaczkowuja od jego blony. Następnie pęcherzyki wprowadzają ten ladunek od drugiego przedzialu, gdy ich blona ulega fuzji z blona tego przedzialu. W procesie tym z pierwszego przedzialu do drugiego przekazywane sa również blonowe lipidy i bialka. Bialko opiekuńcze- chaperon - bialko oddzialujace z faldujacym się białkiem, zapobiegające nieprawidłowym wizazaniom i eliminujące bledne struktury

13

- chaperony wiaza się w sposób odwracalny i nie pofaldowanum odcinkiem poplipeptydy, który w innym przypadku moglby sluzyc jako ośrodek agregacji lub blednego faldowania - pomagają białkom w uporządkowanym tworzeniu ich struktury przestrzennej - jedna z rodzin chaperonow nazywana jest białkami szoku cieplnego. Nleza do ej rodziny min Hsp60, Hsp70,BiP, GRP75,Hsp83,Grp94

14...