A sejt

1. A sejt A sejt felépítése, sejtek energia-termelő rendszerei, szintetikus folyamatok és anyag-átalakítások, információátadás-jelzőrendszerek

2. mitokondrium sejtmag Golgi-komplex lizoszóma vezikulum citoplazma plazmamembrán DER SER riboszóma A sejt szerkezete I. plazmamembrán II. sejtmag III. citoplazma • ER • mitokondrium • Golgi • lizoszóma • peroxiszóma

3. I. plazmamembrán • foszfolipidek, • glikolipidek • koleszterin • – amfipatikus molekulák: hidrofil+hidrofób szerkezeti részek • lipid kettős réteg

4. extracelluláris vizes fázis hidrofil hidrofób hidrofil intracelluláris vizes fázis I. plazmamembrán • lipid kettős réteg • beborítja a sejtet, elhatárolja a környezetétől • tér-elválasztás: • extracelluláris tér – intracelluláris tér (citoszol) szénhidrát foszfolipid kettős réteg zsírsavlánc fehérje foszfát feji csoport

5. I. plazmamembrán A membrán összetevői: • zsírok: foszfolipidek, glikolipidek, koleszterin • fehérje: integráns, perifériás • cukor: glikolipidek, glikoproteinek koleszterin fehérjék foszfolipidek glikokalix citoszkeleton perifériás fehérje integráns fehérje

6. I. plazmamembrán Membránfehérjék Szerkezet Felismerés Kommunikáció Transzport

7. extracelluláris vizes fázis hidrofil hidrofób hidrofil intracelluláris vizes fázis A plazmamembrán transzport • permeábilis a membrán: • gázok: CO2,O2 • hidrofób molekulák (szteroidok) • kicsi hidrofil molekulák (víz) • nem áteresztő a membrán: • nagyobb hidrofilmolekulák (glükóz) • töltéssel rendelkező molekulák (aminosavak) • ionok

8. A plazmamembrán transzport FACILITÁLT DIFFÚZIÓ AKTÍV TRANSZPORT DIFFÚZIÓ • DIFFÚZIÓ: az anyagok a koncentráció gradiens szerint áthaladnak a membránon • FACILITÁLT DIFFÚZIÓ: az anyagok a koncentráció gradiensnek megfelelően ioncsatornán haladnak át a membránon • pl: glükóz-transzporter • AKTÍV TRANSZPORT: az anyagok energia felhasználással tudnak átjutni a koncentráció gradiens ellenében • Pl: Na+ –K+ pumpa – membránpotenciál fenntartása

9. A plazmamembrán transzport fagocitózis (sejtevés): a sejt bekebelezi a környezetében lévő nagyobb patikulumokat pinocitózis (sejtivás): oldott molekulák bekebelezése exocitózis: nagy molekulák kiürítése

10. I. plazmamembrán A fluid-mozaik modell fluid: az individuális foszpholipidek és fehérjék a rétegben szabadon mozoghatnak, mintha folyadékban úsznának mozaik: szabadon kialakulnak fehérje-mintázatok (fehérjecsoportok)

11. II. sejtmag • A sejt genetikai állománya • 5-10µm-ben 2m DNS! • bazofil festődésű: a DNS savi jellege miatt • neve: kromatin (eukromatin, heteokromatin) • nukleolusz:magvacska: • RNS felhalmozódás • transzkripció • maghártyán pórusok • mag és citoplazma kommunikáció • kettős membrán pórusok kromatin nukleolusz belső membrán külső membrán

12. A sejtmagmembrán transzport rRNS nukleolusz 1. Riboszómális proteinek az endoplazmatikus retikulumban készülnek és a sejtmagba szállítják őket a transzporterek (nukleáris póruson) 2. az rRNS a nukleoluszban szintetizálódik és összeáll a megfelelő riboszómális fehérjékkel: 3.a nagy és kis riboszóma-alegységek a pórusokon keresztül elhagyják a sejtmagot 4. az alegységek kombinálódnak és a riboszómákat hozzák létre – kitapadnak az ER-hoz. sejtmag pórus riboszóma nagy alegység riboszóma kis alegység riboszómális fehérje riboszóma

13. III.endoplazmatikus retikulum (ER) sejtmag csövecskék (tubulusok) zsákszerű elemek (ciszternák) hálózat (retikulum) membránnal határolt üregrendszer ami behálózza a citoplazmát dER: durva felszínű ER fehérjeszintézis fehérjemódosítás sER: sima felszínű ER lipidszintézis pl: koleszt. detoxifikálás: OH-csop. kalciumraktározás riboszómák ülnek a dER-en riboszómák dER sER

14. IV. Golgi-komplex olasz felfedezőről nevezték el membránhatárolt sejtszervecske ‘zacskók halmaza’ Az ER-ről lefűződő hólyagocskákban érkeznek a szekréciós fehérjék. Az ER-ben szintetizált fehérjék módosulásai itt történnek: N-glikoziláció: Asp O-glikoziláció: Ser, Thr hidroxilálás szulfatálás célzott fehérjehasítás Az elkészült fehérjék hólyagocskákban a plazmamembrán felé mennek: szekréció. lumen érkező transzport vezikulum újonnan formált transzport vezikulum távozó transzport vezikulum

15. V. lizoszóma • legömbölyödött organellumok • emésztő enzimeket tartalmaznak (nukleáz, proteáz, glikozidáz, lipáz, foszfatáz, szulfatáz, lizozim) • ezek savi pH-n működnek: H-ion pumpa • emésztik a felesleges vagy sérült sejtalkotókat, táplálékrészecskéket, bekebelezett vírusokat, baktériumokat • összeolvadnak a plazmamembránnal és kiűrítik tartalmukat (exocitózis). • a sérült sejtalkotókat ismét felhasználhatóvá teszi (aminosavak, oligopeptidek) • a sejtet a lizoszóma-membrán védi ER exocitózis sejtmembrán citoplazma Golgi-komplex emésztő vakuolum táplálék-szemcsék endocitózis endoszóma

16. VI. peroxiszóma • hasonló a lizoszómához • méregtelenítő organellum • nagy mennyiségű fehérjét tartalmaz: elektrondenz a képen • oxidatív lebontó folyamatok • R-H2+O2 → R + H2O2 • peroxidáz • R-H2+ H2O2 → R + 2H2O • kataláz • -zsírsavak oxidatív lebontása • -alkohol oxidációja acetaldehiddá

17. Fehérjelebontás – kikapcsolás ubiquitin-rendszer (ub) szerkezet 75 aminosav konzervált (3 aa diff. élesztő-humán) működés: a lebontandó fehérjéhez sok ub kötődik (poli-ubiquitinálás) a 26S proteaszoma lebontja a fehérjét: oligopeptidek

18. Az ER Golgi és lizoszóma komplex szekréció endocitózis plazmamembrán fagoszóma szekréciós vezikulum enzim Golgi-apparátus lizoszóma fehérje transzport vezikulum transzport vezikulum lipid DER SER riboszómák

19. mitokondrium intermembrán tér külső membrán belső membrán kriszták mátrix VII. mitokondrium • energiatermelés táplálékmolekulákból: • sejtlégzés • C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + Energia • bakt. DNS-e van, • endoszimbionta eredetű • organellum

20. hidrogén ion mozgás csatorna elektron transzport intermembrán tér ATP-szintáz belső membrán mátrix ATP-energia termelés VII. mitokondrium

21. táplálkozás emésztés fehérje-módosítás energia termelés fehérjeszintézis genetikai állomány Kompartmentalizáció membránokkal körülhatárolt terek, más és más belső tartalommal, funkcióval, közeggel endoszóma citoplazma peroxiszóma lizoszóma Golgi-apparátus mitokondrium durvafelszínű endoplazmatikus retikulum sejtmag plazmamembrán szabad riboszómák

22. ligandum (elsődleges hírvivő) receptor 1. citoplazma másodlagos hírvivő 3. sejtmag 2. 4. A sejtek információs rendszere • sejtek közötti kapcsolatrendszer • szaporodás • anyagcsere • differenciálódás • szövetek, szervek összehangolt működése • receptor-ligand kötés • szignál transzdukció • sejtválasz: anyagcsere-változás • génexpresszió-változás

23. extracelluláris domén extracelluláris tér transzmembrán hélix plazmamembrán citoplazma katalitikusan aktív hely intracelluláris domén Receptorok A receptor felépítése:

24. hidrofil szignál molekula sejtfelszíni receptor plazma-membrán kicsi hidrofób szignál molekula szállító fehérje sejtmag intracelluláris receptor Receptorok sejtfelszíni receptor: Membránfehérje köt a specifikus liganddal pl polipeptid hormonok, növekedési faktorok intracelluláris receptor: a szignálmolekula a sejt belsejébe kerül és ott aktiválja a sejtben v. sejtmagban lévő receptorát pl. szteroidok, retinsav, tiroxin

25. Receptorok Ioncsatorna-receptorok: ionok A jelmolekula kötődése konformáció-változást idéz elő, ionbeáramlás. A jelmolekula kötődése aktiválja a G fehérjét, ami aktivál egy enzimet. Katalitikus doménjét a dimerizált jelmolekula kötődése aktiválja. szignál molekulák G-fehérje vezérelt receptorok: szignál molekula G-fehérje enzim aktivált G-fehérje aktivált enzim Enzim-receptorok: dimer szignál molekulák inaktív katalitikus domén aktív katalitikus domén

26. Szignáltranszdukció Jelátviteli folyamat, amely egy szignált követő sejtválasz külső jelekre (szignálokra). túlélés osztódás differenciálódás apoptotikus sejt sejthalál lehetséges válaszok a szignálokra

29. Köszönöm a figyelmet! Elérhetőségem: Mészárosné Gyimesi Zsófia Országos Kémiai Biztonsági Intézet Molekuláris és Sejtbiológiai Osztály gyimesi.zsofia@okbi.antsz.hu