Hücre İskeleti
Prof.Dr.AlpCanHistoloji-Embriyoloji
AnabilimDalıwww.alpcan.comİnsanFibroblastları
AlpCan,2002
AÜTF Dönem-1; 2017-2018.
HÜCRE = Sitosol + organeller + hücre iskeleti
Hücre/Çekirdek şeklinin ve yerleşiminin belirlenmesi ve korunması (elastikiyet, sağlamlılık)
Hücrenin hareketi (göç, diapedez vb) hücrenin bir bölümünün hareketi (siliyum, flagellum vb)
Fagositoz, endositoz, ekzositoz
Sitokinez
Hücre içi taşınma
Kasılma
Hücre-hücre ve hücre-hücre dışı ortam ilişkilerini destekleme
HÜCRE İSKELETİ=Karmaşık, protein filamanları şebekesi
Hücre İskeletinin Temel Elemanları
• Aktin (form: Filamentöz ve Globüler) MİKROFİLAMANLAR
(7 nm)
• Tubulin (alt birimler: alfa, beta, gamma) MİKROTÜBÜLÜSLER
(25 nm)
ARA FİLAMANLAR (10 nm)
Desmin GFAP Vimentin Peripherin
Laminler Keratinler Nörofilamanlar
Mikrofilamanlar • G-Aktin molekülleri (42 kD) • Hücrenin kuru ağırlığının % 5-30
• ATP-bağımlı polimerizasyon
Tıkayıcı ABP
ADP
ATP→ADP Pi + uç - uç
ATP
G-aktin havuzu
+ uç - uç
F-aktin filamanı şebekesi
7nm
Formin Fırçamsı Kenarlı Prizmatik Epitel
Mikrovillus (çoğul; mikrovilli)
Epitel hücrelerinde mikrovillus yapısındaki mikrofilamanlar
SitokalazinD5µg/ml
A.Can,1997
Sitokalazin+-
Aktin zehirleri Sitokalazin’ler • + uca bağlanarak G-aktin’in bağlanmasını engeller. • Mantardan elde edilir. Falloidin • Aktin filamanına bağlanarak depolimerizasyonunu engeller • Amanita phalloides adındaki mantardan elde edilir Latrunkulin’ler • G-aktin’e bağlanarak F-aktin depolimerizasyonunu uyarır. • Kızıldeniz süngeri Latrunculla magnifica’dan elde edilir.
- uç
+ uç
Aktin izoformları
• Alfa (α) • Kas hücrelerindeki aktin filamanları
• Beta (β) • Gamma (γ)
Birçok hücrede hücre iskeletinde ve hücrenin hareketi sağlayan düzenleyiciler olarak
Alfa-sarkomerik aktin Sarkomerik alfa aktinin
Beta aktin
HeLa hücreleri
GTPşapkası
(-)uç
(+)uç
MTkurulumunuetkileyenfaktörler;• Tubulinkonsantrasyonu
KriYkkons.alZnda(Cc)tubulin(<10µM)=depolimerizasyonKriYkkons.üstünde(Cc)tubulin(>10µM)=polimerizasyon
• Isı37°’demaksimum,2-8°’detamamenyıkılım
GDP
Kierszenbaum, 2006
Polimerizasyonve
Depolimerizasyon
Aksonem(SiliyumveFlagellumiçinkalıpgörevi)
2x9+2=20
Mikrotübülüsler
Tektin’ler
Dynein Kolları
Neksin bağları
Radiyal çıkıntılar
İç kılıf
Aksonem’in major bileşenleri
Kierszenbaum, 2006
Siliyum=kirpik(hücreninapikalyüzündekihareketlioluşumlar)Flagellum=kamçı(spermatozoonlarınkuyrukları)
MTdinamiğinietkileyenilaçlar(kanserkematerapisiajanları)
Kolşisin
VinkrisYn,VinblasYn
Nokodazol
Paklitaksel
Polimerizasyonuengeller
Polimerizasyonuuyarır
Depolimerizasyonuuyarır
AraFilamanlar
• 10nmkalınlığındadırlar• Heterojenproteingruplarındanoluşur(40-200kDa)• EnsağlamhücreiskeleYfilamanlarıdır• Polimerizasyon/depolimerizasyonözelliklerifosforilasyonözelliklerinebağlıdır(fosforilasyonsağlamlılıkkazandırır)
• Hücretürünegöredeğişikyapıdadırvehücrenintürünübelirlemedekullanılır
Tip İsim Bulunduğuyer
1 AsidikkeraYnler(40-60kDa) Epitelhücrelerivetürevlerinde(saç,Zrmakvb.)sitoplazmikplaklar,desmozomvehemidesmozom
2 NötralvebazikkeraYnler(50-70kDa)
3 VimenYn(54kDa) Mezenkimkökenlihc.
Desmin(53kDa) Kashücerleri
GliyalFibrilliAsidikProtein(51kDa) AstrositlerveSchwannhc.
Periferin(57kDa) Periferiksinirsistemindekibazınöronlar
4 Nörofilaman’lar(68-220kDa)(NF-L,NF-M,NF-H) Aksonvedendritler
5 Lamin’ler(A,B,C) Çekirdekiçzarı
HücreİskeleYninYardımcıProteinleri
• birbirine tutundurma • boy-açı-sayı belirleme
Bağlayıcı-Düzenleyici Proteinler (ABP,
MAP, IFBP)
• Hücre içi taşınma • Hücrenin bölünmesi • Kasılma
Motor Proteinler (kinesin, dynein,
myozin)
AkYnBağlayıcıProteinler
• Villin• Fimbrin• Filamin• Timosin• Profilin• Gelsolin(capping)• Myosin-1• Calmodulin• Spectrin(eritrositlerde)
MikrotübülüsBağlayıcıProteinler
• Mikrotübülüslerinuzaysaldüzenlenişindensorumludur
• MikrotübülüslerinbirbirinegöreharekeYndensorumludur
• AksonboyuncayeralırlarMAP-2
CanA.veCanerH,2000
HücreİskeleYnebağlıhastalıklar
• KardiyovaskülerSendromlar• NörodejeneraYfHastalıklar• Kanser(invazyon)• KaraciğerSirozu(toksikhedefmolekül)• PulmonerFibrozis• BlisterliDeriHastalıkları
BÜLLÖZPEMPHİGUS
• MasthücrelerineanYkorbağlanır• MasthücreleriECFsalgılar• ECF,eozinofillerdenproteazsalgılaZr• ProteazhemidesmozomdakikeraYnleriyıkar
HücreİskeleYÖzeY Mikrotübülüsler Mikrofilamanlar AraFilamanlar
Yapı
13protofilamanlıkborucuklar
İkilisarmalakYnzinciri
Burularakoluşmuşkalınlifsiproteinler
Çap 25nm 7nm 8-12nm
Proteinaltbirimleri αveβtubulin akYn çeşitliproteinler
Temelişlevi
• Hücreşeklininkorunması
• HücreharekeY(siliyum,flagellum)
• Kromozomhareketleri
• Organelhareketleri
• HücreşeklininkorunmasıvedeğişYrilmesi
• Kaskontraksiyonu
• Sitoplazmadaakış
• Hücreselhareket
• Sitokinez
• Hücreşeklininkorunması
• Çekirdeğinveorganellerinyerlerininbelirlenmesi
• Çekirdekzarınınoluşumu