Synteza białek i transport pęcherzykowaty PDF

Preview

Summary

Biologia komórki...

Description

Translacja – przetłumaczenie nukleotydów na 21 aminokwasów Kod genetyczny : trójkowy, sekwencje Stop i start Miejsce A – akceptorowe Miejsce P – peptydowe Miejsce E – wyjściowe Etapy : 1. inicjacja translacji ( kompleks preinicjacyjny, czapeczka na 5’  rozpoczęcie translacji, Miejsc P – metionina) 2. Elongacja – ( tRNA w miejscu A, przesunięcie do 3’ o kolejne 3 nukleotydy, powtarzalne) 3. Terminacja – ( stop i odłączanie ) – kompleks rozpada się Polisom ( mRNA z rybosomami) - wolne - związane z ER Sekwencje sygnałowe – kierowanie białek do odpowiednich przedziałów Sekwencje kierujące białka do degradacji – pudełko destrukcyjne  proteoliza proteasomowa/selektywna Charakterystyka wybranych sekwencji Transport białka do Jądro komórkow e Mitochond ria

Transport w trakcie biosyntezy Nie

Sekwencja sygnałowa SS NLS

Cząsteczki rozpoznając e sygnał Importyna alfa, beta

Receptor w błonie docelowej Nie

Transport przez kanał/por Por jądrowy

W formie rozwiniętej

Nie

Tak- receptor sekwencji kierującej

Kanał TOM i TIM

--„--

--„--

Tak, SRP ( lamelle, światło gran

Tak – receptor sekwencji kierującej i receptor SRP jeśli transport odbywa się do błon lamelli lub światła gran Tak

Kanał TOC i TIC

Odcinanie SS

Forma transportu

Nie

Białko zwinięte

N końcowa białka – kieruje wnętrze polipeptydusortująca --„--

Kierująca tak

Budowa SS/ lokalizacja w polipeptydzie W różnych rejonach

Nie

Kierująca i ewentualnie sortująca

Plastydy

Nie

--„--

Peroksyso my

Nie

Peroksysomal na

C końcowa

Nie

Forma zwinięta

Tak

ER

Tak

Sekwencja ER i sekwencja sto i starttransfer

N końcowa białka (sekwencja ER) wnętrze polipeptydu – stop, start transfer

Tak

W trakcie biosyntezy rozwinięta

Tak, SRP

Tak – receptor SRP

Przenośnik w błonie protoplast u Kanał translokac yjny

Transport jądrowo – cytoplazmatyczny Import – z udziałem NLS ( aminokwasy zasadowe w różnych odcinkach łańcucha polipeptydowego - białko transportowane w formie zwiniętej , po zakończeniu translacji - importyna alfa i beta – rozpoznanie NLS - transport jądrowy zależy od cyklicznej przemiany GTP w GDP , z udziałem białka Ran-GTP - przez pory jądrowe Transport do mitochondriów i plastydów: 1. Sekwencja sygnałowa składa się z sekwencji kierującej i sortującej 2. Białko w formie rozwiniętej 3. Kanały transportujące 4. Białka rozpoznawalne  receptory na błonach zewnętrznych 5. Sekwencje zatrzymujące w danym elemencie i sekwencja sygnałowa jest odcinana Przykład z 2 sekwencjami: Do chloroplastów ( stroma i światło tylakoidu) : zewnętrzna blona  kanał stroma ( odcięcie sekwencji)  błona tylakoidu  kanał sekwencja usuwana Transport do peroksysomów: - receptor Pex5 z białkiem, Pex 14 łączy się z Pex5 z białkiem - kanał ( Pex2, Pex12, Pex10) - białko wchodzi i nie jest usuwana sekwencja sygnałowa RER; - translacja - potranslacyjna modyfikacja białek eksportowych i lizosomowych - synteza lipidów - utlenianie i redukcja - transport do wnętrza siateczki SER: - synteza lipidów ( triglicerydów, glikolipidów, fosfolipidów, cholesterolu, steroidy) - metabolizm leków, neutralizacja trucizn - produkcja hormonów steroidowych TYPY Ułożenia białek błonowych - I – C –koniec do cytozolu - II – N – koniec do cytozolu - III – 2x przechodzi - IV – kilka razy Trasport: - anterogradowy : ER AGbłona komórkowa -retrogradowy : błona komórkowa AG  ER Aparat Golgiego:

- trans, medial, cis - glikozylacja lipidów , proteoglikanów, białek - dołączanie manno-6- fosforanu do hydrolaz przeznaczonych do endosomów - synteza składników ścian komórkowych roślinnych - segregacja produktów syntezy i transport do miejsc przeznaczonych - recyklizacja błon komórkowych Komórka zwierzęca AG: - modyfikacje potranslacyjne polipeptydów - glikozylacja, fosforylacja - duży statyczny centralnie rozmieszczony Komórka roślinna AG: - modyfikacje hydrolaz do wakuol litycznych - montowanie składników podłoża ścian - tworzy fragmoplast - rozproszony na całej komórce, ruchliwy Mechanizm koordynujący transport: - utrzymują stały skład błon - białka opłaszczające - ER(COPII) cis Golgi( COPI) trans-Golgi  Klatryna i adaptyna-określają substancje -Z plazmolemmy do endosomów - AG do lizosomów/melanosomów  Białka SNARE  Sekwencje sortujące KDEL – wyłapywanie

1.Białka integralne błony monotopowe, politopowe, c-koniec w cytoplazmie. Białka monotopowe, politopowe i skierowane końcem C do dytoplazmy Wszystkie białka syntetyzowane z udziałem ER są wyposażone w peptyd sygnałowy – sekwencja aminokwasowa na końcu N , kierującą do ER. Polipeptyd przemieszczany do światła siateczki przez kanał translokacyjny. Translokacja i sfałdowanie nowo powstałych białek wymaga obecności białek opiekuńczych.  

Białka opiekuńcze ( w świetle ER) – biorą udział w oligomeryzacji białek zapasowych, zapobiegają agregacji białek niesfałdowanych lub sfałdowanych tylko częściowo ER zawiera zestaw białek opiekuńczych i fałdujących np. białko wiążące (BiP), białkowa izomeraza mostków dwusiarczkowych (PDI), endoplazmina, kalneksyna/karetikulina

Translokacja białek błonowych, które pozostają zakotwiczone w błonie ER. Sekwencja sygnałowa zapoczątkowuje translokację tak jak przy białku rozpuszczalnym. Po pewnym czasie proces zostaje jednak zatrzymany przez dodatkową sekwencję- SEKWENCJA STOP-TRANSFER, która znajduje się w dalszym odcinku nowo powstającego łańcucha polipeptydowego. Następnie sekwencja zostaje przemieszczona w płaszczyźnie błony i uwolniona z kanału do dwuwarstwy lipidowej, gdzie tworzy segment o strukturze helisy alfa, zakotwiczający białko w błonie. W tym samym czasie sekwencja sygnalowa zostaje również przesunięta z kanału do dwuwarstwy i odcięta. Białko staje się białkiem transbłonowym o określonej orientacji. Koniec C po stronie cytoplazmy , N – w świetle ER i nazywane białkiem błonowym typu I (MONOTOPOWE), odwrotnie – typ II. Nowo powstałe białka podlegają modyfikacjom potranslacyjnym. Białka transbłonowe z kolei, można podzielić na białka jednokrotnie (białka monotopowe) lub wielokrotnie (białka politopowe) perforujące błonę;

POLITOPOWE

MONOTOPOWE

2.Proces wiązania rybosomów do siateczki. Pr z ebi egpr oc es ut r ans l ac j inas z or st k i ejs i at ec zc eśr ódpl azmat y c znej 1.Pr z y ł ącz eni emRNAdomał ejpodj ednos t kir ybos omu. 2.Pr z y ł ącz eni eduż ejpodj ednost kidomał ej -t wor zysi ęk ompl et nyr ybosom. 3.Roz pocz ęci et r ans l acj i -j ak opi er wsz ypowst aj eodci neks y gnał owy 4.Pr zy ł ącz eni e„ cz ąst ecz ki r ozpoznaj ącejs y gnał ”-SRP-doodci nkas y gnał owego 5.Pr zy ł ącz eni ek ompl eks uSRPodci neks y gnał owydor ecept or aSRPwbł oni e s i at ecz kiś r ódpl azmat y cz nej 6.Ski er owani eodc i nkas y gnał owegodot r ansl ok onuwbł oni esi at ec zk i-bi ał k o z acz ynapr z echodz i ćpr z ezbł onę. 7.Pr zy ł ącz eni eduż ejpodj ednost ki r y bos omudobł onysi at ec zki pr zyudz i al e bi ał ekmoc uj ący c h( r ybof or yn)obecny chwbł oni e. 8.Dal s z epr z echodz eni ebi ał kapr z ezbł onę,odci ęc i eodci nk as y gnał owego. 9.Jeż el ibi ał k oni emaodci nka„ st op” ,pr z ec hodz iwcał oś cipr z ezbł onę i wewnąt r zsi at ec zki ul egas f ał dowani u( pr zy j muj est r ukt ur ęt r z ec i or zędową) . 10.Jeż el ibi ał k omaodci nek„ st op” ,z ost aj ewbudowanewbł onęsi at ec zk iit am s i ęf ał duj e. 11.Pouk ończ eni ut r ans l acj i r y bosom r oz padasi ęnaoddz i el nepodj ednost ki . Bi ał kawy t wor z onenar ybos omachsi at ec zki wbudowywanesądoj ejbł ony( bi ał kabł onowe)l ubdost aj ąsi ędoj ej wnęt r za.St ad,wpr ocesi et r ans por t upęc her zyk owego( pr z epł y wubł on) ,bi ał k at emogąsi ępr z emi es zcz aćdo

apar at uGol gi ego,bł onyk omór k owej ,pęcher zyk ówhy dr ol az owy c hil i z os omów.

3.Wydzielanie na drodze sekrecji regulowanej (ruch anterogradowy) 4.Białka rezydujące w siateczce. 5.Białka kierowane do jądra Białka kierowane do jądra komórkowego Białka te powstają na wolnych polisomach w cytoplazmie. Po translacji kierowane są do jądra komórkowego. Transport białek jądrowych odbywa się z udziałem sekwencji lokalizującej jądro, NLS (jest to krótka sekwencja aminokwasów, głównie zasadowych, przyłączoną lub wchodzącą w skład białka importowanego). NLS jest rozpoznawane przez białka integryny α i β. Tworzy się kompleks importowy: białko importowane-NLS-importyny α i β. Powstały kompleks wiąże się z receptorem poru jądrowego i jest „dokowany” do kompleksu porowego od strony cytoplazmy przez importynę β. Importowany kompleks przesuwa się w kierunku kanału porowego i jest transportowany przez kanał porowy do nukleoplazmy z udziałem Ran-GTP*, natomiast importyny ulegają oddysocjowaniu i nie przenikają do jądra.

*Transport jądrowy jest również zależny od cyklicznej przemiany GTP w GDP z udziałem białka RanGTP. Obecność Ran w cytoplazmie odpowiada za interakcję importyny β z białkami importowanymi do jądra. 6.Białka opłaszczające pęcherzyki ? (klatryny, COP1, COP2) 7.białka SNARE (v-SNARE, t-SNARE) 8.glikozylacja (uwzględnić siateczkę i aparat Golgiego) Glikozylacja – reakcja łączenia węglowodanów z innymi związkami organicznymi z wytworzeniem wiązania glikozydowego. Produktem glikozylacji są glikozydy, często spotykane w organizmach żywych. Przykładowe związki tej grupy to glikoproteiny (produkty glikozylacji białek), glikolipidy (glikozylowane tłuszcze), nukleozydy (glikozylowane puryny lubpirymidy ny) i glikozylowane flawonoidy (barwniki roślinne). Glikozylacja białek Glikozylacja białek jest zjawiskiem powszechnym – ponad połowa białek w organizmach jest glikozylowana. Przyłączenie reszty cukrowej do białka następuje poprzez wiązanieNglikozydowe lub wiązanie O-glikozydowe. N-Glikozylacja polega na przyłączenie reszty cukru do atomu azotu łańcucha bocznego jednej z reszt aminokwasowych białka, np. u Eukaryota do reszty asparaginy. Proces N-glikozylacji białek w organizmach żywych rozpoczyna się w cytoplazmie, jest kontynuowany w retikulum endoplazmatycznym (ER) i kończony w aparacie Golgiego. Jest tomodyfikacja potranslacyjna białka, ponieważ jednak zachodzi równolegle z translacją, na rosnącym łańcuchu polipeptydowym, bywa określana jako proces kotranslacyjny. Podczas N-glikozylacji transferaza oligosacharydowa (OST, z ang. oligosaccharyltransferase) przyłącza do białka rozgałęziony oligosacharyd (14-mer), który jest presyntetyzowany jako pirofosforan dolicholu (alkoholu terpenowego związanego z ER). Sekwancja

cukrowa rozpoczyna się od 2 reszt N-acetyloglukozaminy. W kolejnych etapach procesu następuje modyfikacja oligosacharydu; u różnych organizmów ma ona różny przebieg. O-Glikozylacja zachodzi w aparacie Golgiego i jest procesem ściśle potranslacyjnym. Miejscami przyłączenia łańcucha cukrowego są zazwyczaj grupy hydroksylowe reszt Ser lubThr, jednak mogą to być także inne lokalizacje, np. Tyr lub Hyp. Poza pierwszą resztą cukrową, którą zazwyczaj jest Nacetylogalaktozamina), dalsza sekwencja cukrowa może być zróżnicowana. W pewnych warunkach glikozylacja białek może zachodzić bez udziału enzymów, proces ten nosi nazwę glikacji.

10.białka mitochondrialne i chloroplastowe 11.Białka skierowane do peroksysomów

Białka syntetyzowane na polisomach: - cytoplazmatyczne - jądrowe - mitochondrialne - plastydów - peroksysomów Białka syntetyzowane na siateczce śródplazmatycznej: - wydzielnicze - błony komórkowej - ER - Aparatu Golgiego

- lizosomów...