slide1
Download
Skip this Video
Download Presentation
Vnitrobuněčné oddíly Třídění a transport proteinů

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 74

Vnitrobuněčné oddíly Třídění a transport proteinů - PowerPoint PPT Presentation


  • 91 Views
  • Uploaded on

Vnitrobuněčné oddíly Třídění a transport proteinů. Kompartmenty živočišné buňky. Kompartmenty živočišné buňky - TEM. Pro k aryotic ká buňka. Eu k aryotic ká buňka. Ty pická rostlinná buňka. Golgi ho aparát. centrální vakuola. vesikul. drsné ER. ribosom y ( na ER).

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 ' Vnitrobuněčné oddíly Třídění a transport proteinů' - phong


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
slide1

Vnitrobuněčné oddíly

Třídění a transport proteinů

slide4

Prokaryotickábuňka

Eukaryotickábuňka

slide5

Typická rostlinná buňka

Golgihoaparát

centrální vakuola

vesikul

drsné ER

ribosomy (na ER)

mikrofilamenta

ribosomy (volné)

hladké ER

mitochondrie

DNA+nucleoplasma

chloroplast

jadérko

jádro

jaderná membrána

plasmatická membrána

mikrotubuly

buněčná stěna

slide6

Rostlinná buňka

Živočišná buňka

slide7

Funkce hlavních vnitrobuněčných oddílů

  • Jádro – obsahuje buněčný genom, syntéza DNA and RNA
  • Cytosol – syntéza proteinů, glykolýza, metabolické dráhy pro
  • syntézu aminokyselin, nukleotidů, etc
  • Endoplasmatické retikulum – syntéza membránových a sekrečních proteinů, syntéza většiny lipidů
  • Golgiho aparát – kovalentní modifikace proteinů z ER, třídění
  • proteinů a lipidů pro sekreci a transport do jiných částí buňky
  • Mitochondrie – syntéza ATP oxidační fosforylací
  • Chloroplasty – syntéza ATPa fixace uhlíku fotosyntézou
  • Lyzosomy – odbourávání látek uvnitř buňky
  • Endosomy – třídění materiálu z endocytózy a GA
  • Peroxisomy – oxidace toxických molekul, beta oxidace mastných
  • kyselin
slide8

Tři základní typy vnitrobuněčného transportu proteinů

  • Transport jaderným pórem
  • (Gated transport)
  • Transmembránový transport
  • Vesikulární transport
slide9

Mapa transportu proteinů

Vznik a správná funkce vnitřních kompartmentůzcela závisí na přesném cílení proteinů.

slide11

Jednoduchý experiment dokazuje, že většina třídících signálů se skládá z krátkého úseku aminokyselinové sekvence nazývané “signální sekvence”.

slide14

Actin-GFP

PAX-GFP

slide16

Jaderný import a export

  • Jaderný obal se skládá ze dvou koncentrických lipidovýchdvouvrstev.
  • Perinukleární prostorje kontinuální s lumenem ER.
  • Přes komplex jaderného póru probíhá obousměrný transport.
slide18

Jaderný pór

Komplex jaderného póru je vodní kanál, který umožňuje difuzi malých molekul a proteinů do 60kD. Transport těchto malých molekul je pasivní.

slide19

Molekuly větší než 9 nm nebo 60 kDa musí mítjaderný lokalizační signál (NLS) a jsou aktivně transportovány do jádra.

slide20

Transport velkých proteinů do jádra vyžaduje signální sekvenci nazývanoujaderný lokalizační signál(NLS).

  • NLS může být umístěn kdekoliv v primární sekvenci proteinu.
  • Obvykle je bohatý na arginin a lysina je poměrně krátký.
slide22

NLS směruje proteiny k transportupřes komplex jaderného póru.Proteiny si během transportu přes jaderný pór zachovávají svou terciální a kvarterní strukturu.

Jsou-li částice koloidního zlata potaženy NLS, můžeme vidět částice procházet jadernými póry. Maximální velikost částice zlata, která může být transportována je 26 nm. Jelikož zlaté částice nemohou být stlačeny,otvor jaderného póru musí být schopen se rozšířit.

slide23

Protein Ran (monomerická GTPáza) je hnací silou transportu přes komplex jaderného póru

Ran-GAPse nachází výhradně v cytoplasmě =Ran-GDPse hromadí vně jádra.

Ran-GEFse nachází uvnitř jádra =Ran-GTPse hromadí uvnitř jádra.

Ran: Monomerická GTPáza

Ran-GAP: GTPázu-aktivující protein

Ran-GEF: Guaninovývýměnný faktor

slide25

Transport proteinů do mitochondrií a chloroplastů

  • Organely specializované na syntézu ATP.
  • Většina proteinů je kódovaná jaderným genomem a
  • syntetizovaná v cytoplasmě.
  • Proteiny musí býttransportovány do jednoho z kompartmentů
  • nebo membrán těchto organel.
slide27

Mitochondriální signální sekvence:

amfipatický alpha-helix,

pozitivně nabitý

Proteinové transportéty mitochondriálních membrán

slide28

Import proteinů do mitochondriální matrix je řízen N-terminální signální sekvencí.

  • Signální sekvence na N-koncinaváže protein na TOM komplex na vnější mitochondriální membráně. TOM komplex je současně receptor pro signální sekvenci a translokátor.
  • TOM komplex s navázaným proteinem se přemístí do tzv. membránového kontaktního místa.
  • Proteinprochází přes TOM transportér do transportéru komplexu TIM na vnitřní mitochondriální membráně.
  • Protein je transportován do mitochondriální matrix a signální sekvence (=signální peptid) je enzymaticky odštěpena tzv. signální peptidázou.
slide29

Energetika mitochondriálního transportu:hydrolýza ATP aelektrochemický protonový gradient.

  • Hydrolýza ATP – chaperonové proteiny v cytoplasmě
  • Elektrochemický protonový gradient na vnitřnímitochondriální membráně
  • Hydrolýza ATP – chaperonové proteiny v mitochondriální matrix
slide30

Transport do chloroplastů je podobný transportu do mitochondrií.Vyjímka – tylakoidy (třetí membrána), potřeba druhé signální sekvence

U chloroplastů je protonový gradient na tylakoidní membráně a podílí se zde na transportu do tylakoidů. Transport přes chloroplastovou vnitřní membránu (nemá elektrochemický gradient) využívá energii z hydrolýzy GTP a ATP.

slide32

Peroxisomyobsahují oxidativní enzymy, odbourávání toxických molekul, beta oxidace mastných kyselin, syntéza prekursoru myelinu, krátká signální sekvence

slide34

drsné ER

Drsné ER -ribosomy

Lumen ER tvoří kontinuální prostor s perinukleárním prostorem.

hladké ER

slide35

Funkceendoplasmatického retikula

  • Počátek nově syntetizovaných proteinů určených pro Golgi, Endosomy, Lyzosomy, Sekreční vesikuly a Plasmatickou membránu
  • Vytváří orientaciproteinů v membráně
  • Místo syntézy fosfolipidů a cholesterolu
  • Počáteční místo pro N-glykosylaci proteinů
  • Hromadění Ca++ - sarkoplasmatické retikulum ve svalech
slide37

Signální sekvence ~20 aminokyselin,bohatá na hydrofobní aminokyseliny, nejčastěji na N-konci

  • SRP-signál rozpoznávající protein (signal recognition particle)
  • SRP receptor
  • Proteinový translokátor
  • Translace a translokaceprobíhá současně - ko-translační transport
  • Energie pro transport je získána zvlastního procesu translace – jak polypeptid roste, je protlačován přes proteinový translokátor
slide38

Signální sekvence (signální peptid) sekrečních proteinů je odštěpena signální peptidázou.

slide41

Ko-translační transport musí být schopen vytvářet řadu různých konfigurací.

For both single-pass and multipass transmembrane proteins, some types will have the N-terminus projecting into the cytosol and others will have the C-terminus projecting into the cytosol.

slide45

N-glykosylace proteinů (N-linked glycosylation)

Dolichol

N-linked glycosylation.

Glykosylace– signál pro rozlišení správně složených proteinů

slide48

Nesprávně složené proteiny jsou exportovány z ER do cytoplasmy a degradovány v proteasomu.

slide51

Transfer lipidů do jiných organel

  • Jaderná membrána – laterální difuze
  • Organely sekreční dráhy – vesikulární transport
  • Mitochondrie, chloroplasty a peroxisomy –proteinový transport
  • (Phospholipid exchange proteins)
slide54

Vesikulární transport přepravuje proteiny a membrány mezi jednotlivými buněčnými kompartmenty

Vesikulární transport zachovává membránovou orientaci

slide56

TEM Golgiho

komplexu

slide57

Golgiho aparát – trojrozměrná rekonstrukce

Proteiny z ER vstupují do Golgiho aparátu na cis straně

slide58

Golgihoaparát má dvě hlavní funkce:

1. Modifikuje N-vázané oligosacharidy a přidává O-vázané oligosacharidy.

2. Třídí proteiny– po odchodu z trans Golgi komplexu jsou doručeny do správných buněčných kompartmentů v transportních vesikulech.

slide59

Modifikace N-vázaných oligosacharidůje prováděna řadou enzymů Golgiho aparátu.

1. Třídění proteinů

2. Ochrana proteinů před proteázami

3. Buněčná adheze (selectiny)

4. Imunitní systém

slide60

Na tvorbě (pučení) vesikulů se podílejí tři typu plášťových proteinů (coat proteins)

slide62

Klathrinse navazuje přes adaptinynareceptoryv donorové membráně. Receptoryvážou specifický náklad. Klathrin se sestavuje do kulovitého útvaru a vtahuje s sebou část donorové membrány. Dynaminodškrtí váček od membrány.

  • Požadovaná energie:
  • Dynamin – hydrolýza GTP
  • Chaperonové proteiny - hydrolýza ATP
slide64

Správně složené proteiny jsou transportovány v COPII vesikulechdo cis-Golgihokomplexu.

  • COPII plášť je odstraněn a vesikulyvzájemně fúzují – vesikulární tubulární cluster.
  • VTCje transportován podél mikrotubulů za účasti motorových proteinů.
  • VTC fúzuje s cis-Golgi komplexem.
slide65

Není zcela jasné, jak proteiny postupují přes Golgiho komplex.

1. Model:

Stacionární kompartmentya vesikulární transport mezi nimi.

2. Model

Velké pohybující se kompartmenty, které postupně dozrávají do TGN, zpětný návrat enzymů pomocí vesikulárního transportu.

slide66

Konečnou destinací pro některé proteiny z TGN je lyzosom. Mezi ně patří především kyselé hydrolázy.

  • Lyzosomy představují „žaludek“ buňky.
  • jedna membrána
  • kyselé hydrolázy
  • degradace makromolekul
  • H+ ATPázová pumpa
  • pH ~5
slide68

Endocytoza vs. Exocytoza

  • Základní typy endocytozy:
    • Fagocytoza – velké částice a buňky
    • Pinocytoza– malá množsví extracelulární tekutiny
    • Receptorová endocytoza –seletivní transport membránových receptorů a jejich navázaných ligandů

Endocytoza odebírá značné množství plasmatické membrány. Odebrané složky plasmatické membrány jsou nahrazovány procesem nazývaným exocytoza.

slide69

Fagocytoza – bílé krvinky: Makrofágy, Neutrofily a Dendritickébuňky

Receptory v plasmatické membráně (fosfatidylserin)

slide71

Endocytická dráha- od plasmatické membrány po lyzosom

  • časný endosom
  • multivesikulární tělísko
  • pozdní endosom
  • lyzosom
slide72

Transcytosa –transport proteinů přes epitel

Transport protilátek z mateřského mléka přes střevní epitel.

Kyselé pH ve střevě – vazba protilátky na Fc receptor

Neutrální pH extracelulární tekutiny – disociace protilátky z receptoru

ad