Download - Organite Nedelimitate de Membrane
-
30/03/2015
1
Organite nedelimitate de membrane
Organitele unei celule eucariote tipiceAspect Structur Compoziie Funcie
Membrana celular
Bistrat lipidic, coninnd fosfolipide, steroizi i proteine
Izolaie, protecie, sensibilitate,suport, controleaz intrarea-ieirea de materiale
CitosolulComponenta fluid a citoplasmei
Distribuie materialele prin difuzie
CitoscheletulMicrotubuliMicrofilamente
Proteine organizate in filamente fine sau tuburi subiri
Rezisten i susinere, micarea structurilor celulare i a materialelor, micarea celular
MicroviliiPrelungiri ale membraneiconinnd microfilamente
Mrete aria suprafeei pentru a facilita absorbia materialelor extracelulare
CiliiPrelungiri ale membraneiconinnd dublete de microtubulin ir de 9+2
Deplasarea materialelor pesuprafaa celular
Centrozomul
Centriol
Citoplasm coninnd doi centrioli aezai perpendicular, fiecare centriol fiind compus din 9 triplete de microtubuli
Esenial pentru micarea cromozomilor n timpul diviziunii celulare, organizareamicrotubulilor n citoschelet
RibozomiiARN i proteine; ribozomi fixai, legai de RER, ribozomi liberi, rspndii n citoplasm
Sinteza proteinelor
ProteazomiiCilindru gol din enzime proteolitice cu proteine reglatoare la capete
Degradarea i reciclarea proteinelor intracelulare
Organitele unei celule eucariote tipice
Aspect Structur Compoziie Funcie
Mitocondriile Membran dubl, cu plici ale membranei interne (criste) adpostind enzime metabolice importante
Produc 95% din ATP-ul necesar celulei
Reticulul endoplasmicRER
REN
Reea de canale membranoase rspndite n citoplasm
Are ribozomi ataai de membrane
Nu are ribozomi ataai
Sinteza de produi de secreie, stocare intracelular i transportModificarea i mpachetarea proteinelor nou sintetizateSinteza lipidelor i a carbohidrailor
Aparatul Golgi
Seturi de membrane aplatizate (saculi) i camere (cisterne)
Stocare, alterare i mpachetare a produilor de secreie i a enzimelor lizozomale
Lizozomii Vezicule coninnd enzime puternice de digestie
ndeprtarea intracelular a organitelor defecte sau a patogenilor
Peroxizomii Vezicule coninnd enzime de degradare
Neutralizarea compuilor toxici
NucleulMembrana nuclearPor nuclearNucleol
Nucleoplasm coninndnucleotide, enzime, nucleoproteine, cromatin, nconjurate de membran dublRegiune dens a nucleoplasmei coninnd ADN i ARN
Controlul metabolismului, stocarea i procesarea informaiei genetice, controlul sintezei proteiceLocul sintezei ARNr i al asamblrii subunitilor ribozomale
-
30/03/2015
2
Dogma central a biologieimoleculare
-
30/03/2015
3
RIBOZOMII granulele lui Palade
George Emil Palade Laureat al premiului
Nobel - 1974
Localizarea ribozomilor
Liberi - Se gsesc cel mai frecvent grupai de-a lungul unei molecule de ARNm, formnd poliribozomi = polizomi
Ataai reticulului endoplasmic tot sub form de polizomi
Ribozomii liberi
Gsii n citoplasm (citosol) Pot apare singuri sau grupai sub form de
polizomi Mai numeroi n celulele implicate n
sinteza proteinelor proprii solubile n citoplasm sau care formeaz structuri citoplasmatice importante
Ribozomii liberi
-
30/03/2015
4
Ribozomi liberi i RER Polizomi - MET
Reticulul endoplasmic rugos
Polizomi ataai pe suprafaa RE Bine reprezentat n celulele care secret
proteine de export (ex: celulelepancreatice)
Sintetizeaz proteine care vor intra nconstituia membranelor sau vor fimpachetate n vezicule i stocate ncitoplasm sau exportate nafara celulei
Ribozomii liberi i ataai (RER)
-
30/03/2015
5
Ergastoplasma M.O.Ribozomii
Particule ribonucleoproteice, 15-30 nm, prezeni att la procariote ct i la eucariote
Gsii n citosol, mitocondrii i cloroplaste la toate celulele eucariote cu excepia hematiei adulte
Se mic de-a lungul ARNm i sintetizeaz proteine
Leag i orienteaz ARNm i aminoacil-ARNt Realizeaz interaciuni ntre codoni i anticodoni n
aminoacil ARNt Catalizeaz formarea legturilor peptidice ntre
resturile aminoacidice adiacente - ribozime
Tipuri de ribozomi
Ribozomi 70 S la procariote 50 S + 30 S
Ribozomi 80 S la eucariote 60 S + 40 S
S = Svedberg o msur a ratei de sedimentare a unui component centrifugat, care depinde att de greutatea molecular ct i de forma tridimensional a componentului
Ribozomii 80S
Aspect ME: granule electronodense de 15-30 nm
Structur: alctuii din dou subuniti: - subunitatea mare
- subunitatea mic
-
30/03/2015
6
Subunitatea mic ribozomal 40S Subunitatea mare ribozomal 60S
Subunitile ribozomale Proprietile ribozomilor eucariotici Ribozom Subunitatea Subunitatea mic mare
Constanta de 80S 40S 60Ssedimentare
Masa (kDa) 4220 1400 2820
ARN 18S 28S
ARN 5.8S5S
Procentul ARN 60% 50% 65%
Proteine 40% 50% 35%
-
30/03/2015
7
Funcii
Traducerea informaiei genetice (sinteza lanurilor polipeptidice):
Localizate n citosol polizomii liberi
Destinate exportului sau compartimentelor celulare delimitate de endomembrane polizomii ataai RER
Etapele traducerii informaiei genetice
Iniierea - legarea la subunitatea mic a ARNm i a Aminoacil ARNt, urmat de legarea subunitii mari
Elongarea sinteza legturilor peptidice cu ARNt legat la situsurile aminoacil (A) ipeptidil (P)
Terminarea - codonul stop
Structura ARNt - universal 4 reg. cu baze
complementare tulpini 4 reg. lipsite de baze
complementare bucle Anticodonul recunoate
codonul de pe ARNm Captul 3 leag
aminoacidul sub ac. aminoacil sintetazei
Sinteza aminoacil-ARNt
Se realizeaz de ctre aminoacil-ARNt sintetaze 20 de enzime ce recunosc specific cei 20 aminoacizi i anticodonii asociai de la nivelul moleculeleor de ARNt
Aminoacil-ARNt realizeaz legtura dintre secvena codonilor din ARNm i structura primar a proteinelor
-
30/03/2015
8
Situsurile de legare ARN ale ribozomului
Situsul pentru ARNm Situsuri pentru ARNt
1.Situsul A: leag aminoacil-ARNt
2.Situsul P: leag polipeptidul n curs de sintez cuplat cu ARNt
3.Situsul E: leag o molecul de ARNt fr rest aminoacil/peptidil
Iniierea sintezei lanului polipeptidic
complex de preiniiere subunitatea mic ribozomal, primul aminoacil-ARNt, iniiator,
(ntotdeauna metionin-ARNt) factorii eucariotici de iniiere eIF1 eIF4
Complexul se ataeaz pe ARNm i detecteaz codonul start - AUG
Iniierea sintezei lanului polipeptidic
Iniierea sintezei lanului polipeptidic (II)
complexul de iniiere legarea subunitii ribozomale 60S pierderea factorilor de iniiere. Met-ARNt este situat n situsul P al
ribozomului
n situsul A se ataeaz aminoacil-ARNt corespunztor urmtorului codon din ARNm
-
30/03/2015
9
Iniierea sintezei lanului polipeptidic
Iniierea sintezei lanului polipeptidic (III)
catalizarea sintezei legturii peptidice dintre metionin i al doilea aminoacid, cu transferul dipeptidului pe al doilea ARNt
Simultan, subunitatea mare ribozomal se deplaseaz cu 3 baze n direcia 3 a ARNm, astfel nct ARNt iniiator ajunge n situsul E
Iniierea sintezei lanului polipeptidic
Polizomi sinteza lanului polipeptidic
-
30/03/2015
10
Elongarea
ncepe cnd ARNt-dipeptidil este transferat din situsul A n situsul P, proces care va continua pe toat lungimea ARNm
ntotdeauna n situsul A se va alinia un alt codon care va fi recunoscut de anticodonul corespunztor din ARNt i care va lega un nou aminoacid la catena polipeptidic
Elongarea lanului polipeptidic
Ribozomii = ribozime Terminarea sintezei lanului polipeptidic n dreptul situsului A ajunge codonul stop (UAA;
UAG; UGA) pentru care nu exist ARNt cu anticodon complementar
Codonii stop recunoscui de un factor de terminare, care se leag n situsul A i produce hidroliza legturii dintre catena polipeptidic i ARNt din situsul P
Lanul polipeptidic este modificat n continuare prin hidroliza i ndeprtarea radicalului metionil.
-
30/03/2015
11
Terminarea sintezei lanuluipolipeptidic
PROTEAZOMII
Organite Complexe enzimatice
Proteazomii
Martin Rechsteiner Alfred Goldberg
Descoperii in anii 80
-
30/03/2015
12
Degradarea proteinelor
Eseniala pentru celul deoarece: asigura aminoacizi pentru o nou sintez
proteic elimin enzimele aflate n exces ndeprteaz factorii de transcripie (aciunea
genelor) care nu mai sunt necesari
Degradarea intracelular a proteinelor
1. Lizozomi proteine extracelulare ajunse n celul prin
endocitoz, endocitoz mediat de receptori i fagocitoz
2. Proteazomi proteine endogene, factori de transcriere,
cicline ale ciclului celular, proteine codificate de virusuri, proteine incorect pliate datorita unor greeli de translaie i proteine degradate de molecule din citosol.
Structura proteazomului 26S
particula central (miez) 20S 2 particule reglatoare 19S
Particula central
2 inele 2 inele au situsuri
catalitice 2 x tripsin 2 x chimotripsin 2 x peptidilglutamil transferaz
-
30/03/2015
13
Particulele reglatoare 19S
Poplipeptide cu specificitate pentru ubiquitin
17 subuniti, 6 fiind ATP-aze Rol:
recunoaterea tetraubiquitinei activitate de deubiquitinizare activitate de depliere a proteinei
(similar cu cea a chaperonilor)
Ultrastructura proteazomilor - SEM
Biogeneza proteazomilor
-
30/03/2015
14
Degradarea mediat de ubiquitin a proteinelor
The Royal Swedish Academy of Sciences has decided to award the Nobel Prize in Chemistry for 2004 "for the discovery of ubiquitin-mediated protein degradation" jointly to
Aaron CiechanoverTechnion Israel Institute of Technology, Haifa, Israel,
Avram HershkoTechnion Israel Institute of Technology, Haifa, Israel and
Irwin RoseUniversity of California, Irvine, USA
Ubiquitinizarea
Precede procesul de degradare a proteinei eticheta molecular = srutul morii Ubiquitina - proteina globular de 76 de aa
cu un capat C-terminal aflat n citosol.
-
30/03/2015
15
-
30/03/2015
16
Incluziuni celulare
Spre deosebire de organite, incluziunile nu au funcii specifice
Exogene Endogene
Incluziunile celulare exogene
Fiziologice
Caroten (solubil n lipide) Prea muli morcovi Pielea devine portocalie
Patologice Metale grele
Plumb i argint
Azbest, siliciu, carbon, praf
-
30/03/2015
17
Incluziuni endogene
Picturi lipidice Gsite n adipocite,
hepatocite, celule secretoare de steroizi
Aspect clar pe preparatele MOstandard , electronodense n MET
Rezerve nutritive importante
Adipocitul albHE Sudan IV
Adipocitul brun Celula secretoare de steroizi
-
30/03/2015
18
Incluziuni patologice lipide n hepatocite
Glicogen Principala form de
depozitare a carbohidrailor
Ficat,muchi,cortico-suprarenal
Tehnici speciale de evideniere MO
In MET rozete de material electronodens
Depozite mari de glicogen - Boala Pompe: hepatomegalie, deficien lizozomal
Glicogen carmin amoniacal Best Glicogen PAS (periodic acid Schiff)
-
30/03/2015
19
Precursori enzimatici
Zimogen La polul apical al
celulelor Conin precursorii unor
enzime Pancreas
tripsinogen
Celulele principale ale stomacului
pepsinogen
Glande salivare Precursorul amilazei
Incluziuni de zimogen - stomac
Precursori enzimatici Mucinogeni
Secretai de celulele caliciforme
Gsite n epiteliul din tractul digestiv i respirator
Mucinogenii sunt eliberai din celul prin exocitoz, se hidrateaz i formeaz mucusul
Rol de protecie a mucoaselor
Iritaiile locale duc uneori la eliberarea ntregului coninut celular
Pigmeni Melanina
Confer culoare pielii i prului Neuromelanina gsit n
neuronii multipolari din substana neagr Conine dopamin Boala Parkinson
Caracterizat prin tremor, rigiditate musculari funcii motorii ncetinite
Resultatul degenerrii acestor neuroni
Tratat cu L-dopa
-
30/03/2015
20
Melanin n neuroni Pigmeni
Melanina Confer culoare
pielii i prului
Pigmeni
Lipofuscin Funcie necunoscut,
crete cu vrsta, mai ales n neuroni
Galben maroniu, strlucitor
Reprezint acumulri de materiale intracelulare insolubile rmase dup aciunea lizozomilor (corpi reziduali)
Apare n SNC, muchi, suprarenale, cord i ficat
Incluziuni pigmentare patologice
Bilirubin n hepatocite
-
30/03/2015
21
Incluziuni pigmentare patologiceBilirubin n celulele Kupfer
Pigmeni Hemosiderina n mduva osoas hematogen
Cristaloizi Eozinofile
Leococite granulare Granulele specifice au
un miez cristaloid lamelar
Ochi de pisic Functioneaz ca
lizozomi Eozinofilele intervin n
infecii parazitare Celule Leydig testiculare
Cristaloizi ce plutesc liber n citoplasm
Funcie necunoscut