Peptide semnal
Download
1 / 53

Peptide semnal - PowerPoint PPT Presentation


  • 120 Views
  • Uploaded on

Peptide semnal Atunci când o proteină este sintetizată, structura sa secundară sau terţiară se construieşte din nou şi pe măsura transducţiei este eliberată în citoplasmă.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Peptide semnal' - badu


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

Peptide semnal

Atunci când o proteină este sintetizată, structura sa secundară sau terţiară se construieşte din nou şi pe măsura transducţiei este eliberată în citoplasmă.

Dacă această proteină este destinată pentru a fi în membrane sau organite celulare, partea codantă a ARNm începe printr-o secvenţă de câţiva aminoacizi ca adresă pentru încorporarea acestei proteine în membrane.

Peptidele semnal sunt lanţuri formate din câţiva aminoacizi situaţi la extremitatea NH2 terminală a proteinelor traduse, semnalând unde trebuie să fie excretată proteina din celulă.


Aceste peptide orientează destinaţia proteinelor; încorporate în membrană (RE, AG, plasmalemă, lizozomi) intră în mitocondrii sau sunt exocitate în afara celulelor prin aparatul Golgi.

Pentru că funcţia lor este de a penetra prin membrana RE structura acestora este bogată în aminoacizi hidrofobi.

  • Fiecare organit prezintă un mecanism de recunoaştere şi încorporare numai a proteinelor necesare şi specifice lui.


  • Această recunoaştere se realizează datorită unei secvenţe de aminoacizi pe care o conţine proteina respectivă,

  • secvenţa semnal, şi a unui receptor specific care recunoaşte proteina şi o internalizează.

  • După ce proteina a ajuns la destinaţie, secvenţa semnal este eliminată prin digestie proteolitică, iar în cazul receptorului, acesta este eliberat şi reciclat.


  • Poliribozomii şi peptidele semnal secvenţe de aminoacizi pe care o conţine proteina respectivă,

  • Poliribozomii care se formează pe un mesager conţinând o peptidă semnal, au o evoluţie uşor diferită.

  • Transducţia se opreşte cu puţin după sinteza peptidei semnal.

  • Acest lucru este posibil datorită particulei de recunoaştere a semnalului SRP (Signal Recognition Particle)


  • . SRP este constituit din diferite proteine şi un ARN 7S. Imediat ce interacţiunea peptidei semnal cu SRP apare în afara structurii ribozomilor, şi se leagă cu SRP este inhibată elongaţia.

  • Traducerea se opreşte până când SRP este recunoscut de un receptor al membranei RE.

  • Imediat ce această legătură este stabilită ribozomul este legat de ribozomii din membrana RE lângă un complex proteic.

  • Acesta contribuie la formarea unui canal apos de transport al proteinelor cunoscut sub numele de translocon, prin care proteina nou formată trece în lumenul, apoi în cisternele RE.


  • Deci canalul se deschide şi elongaţia se reia. Imediat ce interacţiunea peptidei semnal cu SRP apare în afara structurii ribozomilor, şi se leagă cu SRP este inhibată elongaţia.

  • La faţa internă a membranei RE o endopeptidază specifică sau peptidaza semnal va secţiona peptida semnal şi sinteza se va desfăşura până la terminare.

  • SRP se eliberează în citosol şi traducerea este încheiată.

  • Proteina va fi în final încorporată într-o membrană sau exportată pentru traversarea AG către exteriorul celulei.



  • Organizarea structurală a proteinelor tip de peptidă de adresare care conduce peptidele prin traversul membranei mitocondriale.

  • Lanţurile polipeptidice ale proteinelor se pliază în diferite moduri atât în cadrul propriului lanţ cât şi între lanţurile vecine adică intracatenar şi intercatenar.

  • Mult timp s-a considerat că modurile de pliere ale lanţurilor polipeptidice sunt determinate numai la secvenţa aminoacizilor din lanţ.

  • Astfel s-a stabilit că proteinele având aceeaşi secvenţă a aminoacizilor pot exista în forme diferite de împachetare şi că astfel de plieri pot fi influenţate de prezenţa altor proteine cunoscute sub numele de molecule supraveghetoare tip scufiţă (chaperones).


  • Denaturarea şi renaturarea proteinelor tip de peptidă de adresare care conduce peptidele prin traversul membranei mitocondriale.

  • O proteină care posedă o proprietate biologică proprie, unică, se numeşte proteină nativă şi ea se deosebeşte de proteina ce şi-a pierdut această proprietate şi pe care o numim de aceea denaturată.

  • O proteină denaturată şi-a pierdut structura tridimensională sau în alţi termeni conformaţia sa.

  • Denaturarea poate fi reversibilă sau ireversibilă.


  • Denaturarea reversibilă tip de peptidă de adresare care conduce peptidele prin traversul membranei mitocondriale.se poate realiza prin folosirea atentă a unor reactivi ca ureea şi mercaptoetalonul.

  • Ureea distruge structura apei şi de aceea limitează interacţiunile hidrofobe ale catenelor laterale R şi a resturilor de aminoacizi, ceea ce duce la deplierea şi la disocierea moleculelor proteice.

  • Mercaptoetanolul reduce legăturile S-S. De aceea la îndepărtarea ureei şi a mercatoetanolului, proteina s-ar putea renatura.

  • Renaturarea este interpretată ca o dovadă în sprijinul ipotezei că o proteină având o structură primară corectă se va plia în mod spontan conducând la structura unică responsabilă pentru activitatea sa biologică.


  • Astăzi se ştie că renaturarea proteinelor poate fi asistată pe două căi.

  • Una implică proteina disulfid izomeraza o enzimă care are rolul de a corecta legăturile S-S greşit formate.

  • A doua cale implică structurile tip chaperone.

  • Ele se pot defini ca o familie de proteine din clase neânrudite care mediază asamblarea corectă a altor polipeptide dar care nu sunt componente ale structurilor funcţionale asamblate.


  • Ciclul celular asistată pe două căi.

  • Toate celulele vii urmează fie un un program de diviziune, fie o moarte programată, numită apoptoza.

  • interfaza perioadă în care celulele cresc şi mitoza, perioada în care nucleul şi restul celulei se divide.

  • Viaţa celulei se derulează între 2 mitoze. La mamifere această perioadă durează mai puţin de 30 de ore; sunt celule a căror viaţă este foarte scurtă sau foarte lungă.


  • Pe durata acestor 3 asistată pe două căi.0 ore, celulele traversează 4 faze:

  • faza G1 unde genomul fiind diploid, fiecare genă este reprezentată în 2 exemplare. Cromatina este accesibilă ARN polimerazelor.

  • Faza S la jumătatea ciclului începe replicarea ADN; ADN –polimeraza va acţiona în jur de 8 ore pentru a recopia în dublură ADN fiecărui cromozom.

  • Masa celulară creşte continuu în timp ce conţinutul de ADN creşte în faza S şi scade brusc după faza S, astfel că ADN din celulele care nu se divid este constant.

  • celula intră în faza G2 unde fiecare genă este reprezentată în 4 exemplare.


  • Cromatina este din nou accesibilă ARN polimerazei care reâncepe transcripţia;

  • survine mitoza care dă naştere la două celule fiice. Fiecare va primi una din copiile identice din ADN fiecărui cromozom şi fiecare genă va fi reprezentată în două exemplare.

  • Ciclul celular are trei puncte de decizie: la punctul G1, G2 şi la sfârşitul mitozei

  • Proteina Cdk (proteinkinaza dependentă de cicline) a fost identificată ca principalul reglator al trecerii prin aceste trei puncte.


  • În G1 reâncepe transcripţia;există unul din principalele puncte de control care decide dacă celula ar trebui să se dividă sau rămâne în acest stadiu.

  • Complexul Cdk prin intermediul kinazelor fosforilează şi activează numai anumiţi factori de transcripţie pentru cicline.

  • Nivelul ciclinelor în G1 creşte şi sunt asociate cu Cdk complex numit şi CdkG1.

  • La începutul fazei G1 complexul de prereplicare ADN este defosforilat de Cdk G1 şi se asamblează în originea de replicare a cromozomului.

  • O ţintă a acestor factori de transcripţie sunt genele care codifică componentele Cdk pentru faza S.


  • În acest punct funcţia Cdk-S este blocată de inhibitori specifici.Startul pentru faza S este dat de fosforilarea inhibitorilor pentru ciclinele Cdk G1.

  • Triplarea nivelului Cdk G1 determină trecerea celulei în faza S, de replicare a ADN.

  • Complexul Cdk-S fosforilează complexul de prereplicare inducând iniţierea replicării.

  • Fiecare cromozom este replicat, formând 2 cromatide surori conectate prin molecule coezive.


  • Complexul Cdk M mitotic specifici. se formează în timpul fazei S şi a fazei G2 dar activitatea lui este inhibată până când sinteza ADN este completă.

  • -În G2 este al doilea punct de control. Se apreciază modul în care s-a desfăşurat replicarea ADN şi în funcţie de aceasta se dă startul mitozei. Dacă acest punct este depăşit începe mitoza.

  • Principala funcţie al MPF –factorul de fosforilare mitotic - este de activare a proteinelor care distrug ciclinele.

  • În timp ce mitoza se derulează, la sfârşitul metafazei nivelul Cdk este relativ constant dar ciclinele G2 sunt degradate cauzând scăderea lor progresivă, MPF devine disponibil şi iniţiază mitoza.

  • După mitoză, acumularea treptată a noilor cicline dau startul unui nou ciclu celular.


  • -Al treilea punct este atins la sfârşitul metafazei specifici.. Celula trece astfel de la mitoză la interkineză în stadiul G1.

  • Activitatea Cdk M începe în timpul mitozei şi constă în fosforilarea mai multor substraturi.

  • -Complexul Promotor al Anafazei – CPA- este activat şi degradează coezina reglatoare urmată de segregarea cromatidelor surori.

  • Acest complex degradează de asemenea ciclinele din complexul Cdk în finalul mitozei.


  • Rolul factorilor de creştere în diviziunea celulară specifici.

  • Creşterea celulară este determinată de legarea proteinelor reglatoare numite factori de creştere care stimulează diviziunea celulară.

  • Celula prezintă la suprafaţă receptori specifici care recunosc factorii de creştere.

  • Factorul de creştere dă startul sistemelor semnal intracelulare.

  • Legătura factorului de creştere provoacă o mişcare în cascadă a semnalelor intracelulare, determinând fosforilarea proteinelor care activează proteinele reglatoare nucleare şi se declanşează diviziunea celulară.


  • Cromatina şi ADN specifici.

  • În cursul fazelor ciclului celular, cromozomii evoluează pentru a pregăti mitoza.

  • În timpul G1 cromatina este descompactată şi genele se pot exprima.

  • Fiecare cromozom nu conţine decât o cromatidă.

  • În timpul S buclele de replicare se deschid şi începe replicarea.

  • Sunt două cromatide pentru un cromozom. În timpul mitozei centromerul se leagă de fusul acromatidic şi pregăteşte separarea.

  • Cromatina este compactată la maxim; după mitoză, cromatina este decompactată şi genele se pot exprima în fiecare din celulele fiice.


  • REPLICAREA specifici.

  • ADN se replică în celulă printr-un proces care asigură ca una din catenele parentale să fie prezentă în celulele fiice, aşa numita replicare semiconservativă.

  • În cursul vieţii celulei (ciclul celular, diviziunea mitotică următoare) ADN trebuie să fie dedublat pentru că fiecare celulă fiică să capete un genom complet în nucleul său.


  • Această sinteză se produce în faza S (în mijlocul ciclului celular) ca urmare a activităţii ADN polimeraza  şi .

  • Replicarea semiconservativă

  • Cele 2 lanţuri de ADN parental în curs de replicare servesc fiecare ca model pentru sinteza noului lanţ.

  • În acest mod 2 catene în loc să rămână ansamblate la fiecare sinteză (replicarea conservativă) se separă totdeauna la fiecare ciclu (replicare semiconservativă.

  • La prima generaţie o catenă a fiecărui dublu helix provine din celula mamă. La a II-a generaţie nu există mai mult de două catene ADN a celulei mame, 4 dublu helixuri nou formate.


  • Enzimele implicate în replicare sunt: ciclului celular) ca urmare a activităţii ADN polimeraza

  • ADNpolimeraze, topoizomeraza, helicaza, ARN primaza, ADN ligaza.

  • ADN este sintetizat de enzime numite ADN polimeraze, fiecare dintre acestea utilizând dezoxinucleozid trifosfaţi ca substraturi; polinucleotidul este sintetizat în direcţia 5'-3'.

  • Matriţa de ADN este utilizată pentru a direcţiona ordinea bazelor azotate în polinucleotidul nou sintetizat care devine complementar cu ADN parental.


  • Topoizomeraza I şi helicaza ciclului celular) ca urmare a activităţii ADN polimeraza

  • Replicarea ADN necesită o fuziune parţială în dublu helix care modifică înrularea celor 2 catene.

  • Pentru a permite această reacţie, topoizomeraza este capabilă să modifice rularea hidrolizând o catenă de ADN şi reconstituind-o după ce a fost derăsucită local.

  • În cursul replicării şi al transducţiei pasul helixului diminuează.

  • Helicază catalizează dezrăsucirea lanţului dublu catenar, dependent de energia ATP.


Topoizomeraza i helicaza
Topoizomeraza şi helicaza ciclului celular) ca urmare a activităţii ADN polimeraza


  • Primaza şi ciclului celular) ca urmare a activităţii ADN polimeraza ADN polimeraza 

  • Ambele enzime au un rol important în replicare la eucariote.

  • Demararea acţiunii primazei are loc la extremitatea 3OH terminală a lanţului ADN

  • Ultima ribonucleotidă a amorsei, legată de catena ADN care serveşte ca model, va servi ca punct de iniţiere a activităţii ADN polimeraza .

  • Amorsa este creată pornind de la o polimerază ARN paticulară (fără legătură cu cele de transcripţie) sau primaza, care poate începe prin a sintetiza 10 nucleotide a unui ARN hibrid, folosind un ADN model.

  • Prima nucleotidă a acestei amorse se păstrează, cei 3 fosfaţi se prind la capătul celei de-a10-a ribonucleotide a ADN polimeraza  şi începe condensarea a 20 dezoxiribonucleotide.


  • Amorsa va fi construită deci dintr-o catenă mixtă ARN – ADN, din circa 30 nucleotide.

  • ADN ligazele

  • ADN ligazele sunt enzime care sunt capabile de reconstituirea legăturilor fosfodiester între 3OH şi fosfatul 5 a două nucleotide vecine dintr-un lanţ de ADN.

  • Ele intervin în replicare pentru a lega ansamblul lanţului ADN sau fragmentelor Okazaki sintetizate de ADN polimeraze.

  • Intervin de asemenea în numeroase procese de repararea a ADN genomic.


Adn ligaza
ADN ligaza ADN, din circa 30 nucleotide.


  • Se cunosc trei tipuri de ADN polimeraze la E. coli. ADN, din circa 30 nucleotide.

  • ADN polimeraza III joacă rolul major în sinteză,

  • ADN polimeraza I, lizează amorsa şi completeaza această zonă cu dezoxiribonucleotide.

  • ADN ligazajoacă un rol atât în sinteza in vivo a ADN, cât şi în repararea unor rupturi monocatenare ale ADN.

  • ADN procariotelor şi ADN mit prezintă o singură origine a replicării.


  • Sistemul multienzimatic pentru sinteza ADN ADN, din circa 30 nucleotide.

  • Cel puţin 15 enzime şi proteine acţionează în furca de replicare bidirecţională a ADN la E.coli corespunzând la peste 30 de polipeptide.

  • Proteina dnaA se leagă la ADN după care se ataşează la un complex al proteinelor dnaB şi dnaC.

  • dnaB este o helicază care catalizează dezrăsucirea lanţului dublu catenar, dependent de energia ATP. Porţiunea monocatenară liberă a ADN este apoi stabilizată de proteinele de legare SSB (Single Stranded Binding protein).

  • O amorsă ARN este sintetizată de către primază într-un ansamblu multisubunitar numit primozom. La terminarea replicării amorsa va fi eliminată de către ADN prin polimeraza I.


  • Un nou ADN este sintetizat de către polimeraza III, holoenzimă formată din opt lanţuri polipeptidice.

  • ADN aflat în faţa polimerazei pe catena conducătoare nu este afectat de helicază (proteina Rep).

  • Pe lanţul întârziat, spaţiile lipsă dintre fragmentele de ADN sunt umplute de ADNpolimeraza I şi fragmentele sunt unite de ADNligaze.


La prokariote exist o singur origine de replicare
La prokariote există o singură origine de replicare holoenzimă formată din opt lanţuri polipeptidice.


  • Replicarea ADN dublu catenar la eukariote holoenzimă formată din opt lanţuri polipeptidice.

  • Pentru a explica creşterea aparentă a ambelor catene a ADN în aceeaşi direcţie în timp ce enzimele sintetizează noi catene numai într-o direcţie 5'-3', s-a postulat că una dintre catene a fost întâi sintetizată în fragmente.

  • Când ADN a fost examinat la scurt timp după startul sitezei, au fost găsite mici fragmente numite Okazaki după numele celui care le-a descoperit.


  • Rolul ARN în biosinteza ADN holoenzimă formată din opt lanţuri polipeptidice.

  • Sinteza oricărei molecule de ADN este iniţiată prin sinteza unui lanţ scurt de ARN, din nou în direcţia 5'-3', folosind nucleozid trifosfaţi (NTPs) ca substrat, prin intermediul unei enzime numită primaza.

  • Enzima este selectivă privind situsul de iniţiere a sintezei.

  • În catena conducătoare numai o amorsă este sintetizată.

  • În catena întârziată, sunt implicate multe locuri de iniţiere pe măsură ce catenele de ADN parental se separă.



  • Bucla de replicare la eukariote lipsă sunt completate prin acţiunea aceleeaşi enzime.

  • ADN polimerazele încep sinteza în numeroase puncte de iniţiere.

  • În urma legării proteinelor specifice, dublul helix se deschide pentru a permite demarajul.

  • Sinteza ADN începe pe amorsa ADN/ARN constituită de primază şi ADN polimeraza.

  • Replicarea se desfăşoară într-o direcţie – în acest sens unul din cele 2 lanţuri de ADN (lanţul sens) este parcurs de enzimă în sensul 3-5 (pe catena antisens), ceea ce permite sinteza unui alt lanţ în direcţia 5-3şi catena se numeşte lider, leading.

  • ADN ligazele asigură apoi legarea între diferitele fragmente ale ADN nou.


  • Sinteza celeilalte catene (lanţul întârziat catena lipsă sunt completate prin acţiunea aceleeaşi enzime. lagging) este mult mai complexă deoarece enzima parcurge acest lanţ de la 5-3.

  • Primaza şi ADN polimeraza  sintetizează o amorsă de 30 nucletoide înainte de zona de replicare şi ADN polimeraza construieşte secvenţe mici de fragmente de ADN în sensul 5-3 (în jur de 200 nucleotide- fragmentele Okazaki).

  • Ribonucleazele distrug amorsele ARN (fragmentele Okazaki sunt unite între ele prin ADN ligaze).

  • Există 10 izomeraze ale ADN polimerazei la eucariote. ADN polimeraza  asociată polimerazei , este principala enzimă a replicării care sintetizează pe catena directă dar şi pe lanţul întârziat.


  • Cel puţin 4 ADN polimeraze au fost identificate la eucariote.

  • Acestea sunt denumite prin litere greceşti α şi β sunt implicate în sinteza ADN nuclear, β în reparare şi γ în replicarea ADN mitocondrial.

  • Dacă genomul unui virus este format din ADN, replicarea are loc în mod similar cu cel descris la o celulă normală.

  • Virusurile au capacitatea de a dirija şi utiliza metabolismul normal al unei celule astfel încât în cazul fagilor de liză, de exemplu, infecţia cauzează înlocuirea replicării ADN cu replicarea ADN fagic.


  • Furca de replicare eucariote

  • Replicarea începe prin separarea celor două catene ale ADN prin helicaze.

  • Fiecare din cele două lanţuri sunt stabilizate prin SSB.

  • Pe catena directă, urcând de la 3 la 5, o ADN polimeraza  şi o primază sintetizează un lanţ complementar adăugând dezoxiribonucleotide trifosfat la extremitatea 3OH liberă.

  • Un nou dublu helix se formează între lanţul matriţă directă şi noua catenă sintetizată.



  • Pe lanţul întârziat o polimerază, ADN polimeraza eucariote şi o primază progresează de la 53’

    Pentru a putea sintetiza un lanţ complementar, trebuie ca primaza şi ADN polimerazei , să fabrice amorse destul de apropiate la câteva sute de nucleotide distanţa pe lanţul matriţă.

  • Începând de la 3OH a unei amorse ADN polimeraza  sintetizează un fragment Okazaki până când întâlneşte extremitatea 5 trifosfat a amorsei precedente.


  • Amorsa este hidrolizată de o nuclează ceea ce permite ADN polimerazei  să realizeze sinteza unui fragment Okazaki, pe care ADN ligaza îl va lega definitiv pe ADN în fragmentul definitiv.

  • Un nou dublu helix se formează între catena matriţă directă şi noul lanţ sintetizat.

  • Toate aceste proteine sunt asociate într-o structură a nucleului (uzina de replicare) care traversează moleculele de ADN.

  • Această uzină de replicare conţine enzime de preparare a substratului, nucleotid kinaze, ribonucleaze, reductaze etc.


  • Telomerazele polimerazei

  • Sinteza lanţului întârziat a ADN, nu se poate face dacă ADN polimeraza atinge extremitatea 3 a catenei matrice.

  • Dacă n-ar avea mecanisme particulare, la fiecare replicare ADN cromozomial ar fi scurtat.

  • Telomerul sau secvenţa de ADN a extremităţilor cromozomilor, este o secvenţă 5TTAGGG-3 repetat de sute de ori înainte de 3OH final.

  • Teleomeraza este o ADN polimerază care poate continua sinteza unui ADN monocatenar.


  • Această enzimă conţine un ARN de 450 nucleotide a căror extremitate 5 terminală este 5 CUAAGCCUAAC 3’.

  • Această extremitate serveşte ca model pentru enzimă în vederea sintezei câtorva unităţi de repetiţie TTAGGG.

  • După această sinteză enzima glisează în lungul lanţului ADN şi reâncep noi unităţi.

  • Extremitatea 3 a catenei matriţă astfel alungită poate servi pentru ataşarea unei amorse noi; extremitatea 3OH a acestei amorse serveşte deci ca punct de pornire pentru ADN polimeraza δ pentru sinteza acestui lanţ.


ad