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細胞内オルガネラ　 Organelles

主に膜で囲まれた構造を言う どれくらい名前を知っているかな？. 細胞内オルガネラ　 Organelles. 核・ ミトコンドリア・葉緑体 F-ATPase 小胞体 (ER: endoplasmic reticulum) Golgi 体・リソソーム・液胞 V-ATPase ミクロボディ. 動物細胞. プリント①. ER は核膜とも連続している EMBO J 21: 1248-1254, 2002. 核膜は小胞体 (ER) と連続している 外側は rough ER 相当. Nuclear Lamina: 中間径繊維 Lamin からなる裏打ち構造. 核膜孔.

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細胞内オルガネラ　 Organelles

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Presentation Transcript

  1. 主に膜で囲まれた構造を言う どれくらい名前を知っているかな？ 細胞内オルガネラ　Organelles 核・ミトコンドリア・葉緑体F-ATPase 小胞体(ER: endoplasmic reticulum) Golgi体・リソソーム・液胞V-ATPase ミクロボディ

  2. 動物細胞

  3. プリント①

  4. ERは核膜とも連続しているEMBO J 21: 1248-1254, 2002

  5. 核膜は小胞体(ER)と連続している外側はrough ER相当 Nuclear Lamina: 中間径繊維Laminからなる裏打ち構造 核膜孔

  6. 電顕写真 脳下垂体のホルモン分泌細胞なので、分泌系の膜系が多い。黒いのはホルモンの集合体。

  7. たくさんのオルガネラ・膜系があるが、どれが欠けても生きられないそれらの成分タンパク質はどのように作られるのか？転写から翻訳たくさんのオルガネラ・膜系があるが、どれが欠けても生きられないそれらの成分タンパク質はどのように作られるのか？転写から翻訳

  8. 遺伝情報発現のCentral Dogma DNA 複製　Replication 転写 Transcription RNA 翻訳 Translation 蛋白質

  9. 複製・転写の材料兼エネルギー源 • デオキシリボヌクレオチド dATP, dGTP, dTTP, dCTP • リボヌクレオチド ATP, GTP, UTP, CTP DNAの高次構造－ヌクレオソーム、クロマチン線維・染色体－を作る・壊すには大量のATPが必要！2-3 ATP／塩基対

  10. 転写　Transcription＝mRNA合成　核で

  11. Fig6-02 Molecular Biology of the Cell (MBC)

  12. Fig6-07 鋳型鎖に相補的

  13. Fig6-08

  14. Fig6-50 ３つの塩基が一つのアミノ酸を指定する－ コドンCodon＝遺伝暗号の実体 64通り 翻訳するのがRibosomeとtRNA

  15. 理科ネット: http://rikanet2.jst.go.jp/contents/cp0410/contents/s1/sec1-03-02.html

  16. Fig6-52 tRNAの構造

  17. Fig6-53 1種で複数のコドンに対応

  18. 33種ほどのtRNAで対応している(33以上45種くらい？)33種ほどのtRNAで対応している(33以上45種くらい？)

  19. アミノ酸の活性化 アミノ酸 ＋ ATP ＋ tRNA 　　　→ 　アミノアシルtRNA ＋ AMP ＋ ピロリン酸 AMPをATPに戻すのにATP2つ分のエネルギーの投入が必要 AMP+ATP→2ADP

  20. Fig6-58 ATP 2分子相当を使って活性化

  21. リボソーム大サブユニットどちらがRNA? Ribosome is a ribozyme! Ribosome.mov

  22. Fig6-61

  23. Fig6-64 リボソームには基質tRNAの結合サイトが3つ以上ある

  24. Fig6-64

  25. 核から出てきたmRNAはリボソームと結合してタンパク質合成を開始する核から出てきたmRNAはリボソームと結合してタンパク質合成を開始する コドン(mRNA)とアンチコドン(tRNA)の対応関係

  26. リボソームの働きのアニメーション http://web-mcb.agr.ehime-u.ac.jp/bunnshi/protein.htm 愛媛大学 詳しい動作 Ribosome.mov Ribosome_1179700s1.mov

  27. ATPの代わりにGTPを使うタンパク質がコドンとアンチコドンの対応を確認し押し込むEF-Tu, Ef-G

  28. Science 30 October 2009: Vol. 326 no. 5953 pp. 677-678 ペップチド結合を延ばしていく 合成開始時 P-siteへの入り口 A-siteへの入り口 コドン－アンチコドンの対応関係を確かめる どちらの場合もAA-tRNAを押し込むタンパク質（モーター）があり、GTPで駆動される！ Science 30 October 2009: Vol. 326 no. 5953 pp. 677-678

  29. Fig6-66 Fig6-67

  30. Fig6-66 Fig6-67

  31. ATPは沢山必要 • アミノ酸の活性化＝アミノアシルt-RNAの合成に2ATP リボソーム上での • タンパク質合成開始に1GTP(ribosome大小サブユニットの結合) • ペプチド鎖延長に 2GTP／AA（アミノアシルt-RNAの結合とmRNAの横移動） • 終止に1GTP（mRNAとribosomeの解離） 合計　～4 ATP相当／AA

  32. かなり飛ばして！！

  33. mRNA processingmRNA+タンパク質＝hnRNP (heteronuclear ribonucleoprotein) Capping enzyme, Methyl-transferase

  34. Alternative splicing一つの遺伝子から多数のタンパク質！！ スプライシング異常による病気もある。

  35. mRNAのプロセシング（完成するまでの工程） • 5’-capping キャッピング • Splicing スプライシング(イントロンを切り出す) • 3’-Polyadenylation ポリアデニル化 すべて、mRNAであることの印マーカーとして働く。それぞれに特異的に結合するタンパク質がある。

  36. MBCより 核膜には特殊な構造の孔が開いている！ 細胞質側　　　　　　　　　　　核側　バスケット様構造

  37. 核膜孔3000～4000個／細胞核50種のタンパクから成る125 MDaの複合体 リボソーム（2.7-4.6 MDa）よりもでかい CellMovies\npcmovie2.mov

  38. 分子量20 kDa以下のタンパク質・ヌクレオチド等は自由に通過する Small molecules (5000 daltons or less) diffuse in so fast that the nuclear envelope can be considered to be freely permeable to them. A protein of 17,000 daltons takes 2 minutes to equilibrate between the cytosol and the nucleus, whereas proteins larger than 60,000 daltons are hardly able to enter the nucleus at all

  39. プリント② 核膜孔輸送

  40. リボソーム自体も核内（仁Nucleolus）で作られ、核膜孔を押し広げて出てくるリボソーム自体も核内（仁Nucleolus）で作られ、核膜孔を押し広げて出てくる この場合は、NMD3/Ran-GTPaseなどを足場に、Crm1リセプターが働く。外へ出たらGTP加水分解で、すべてばらばらに！ 8, 761-773 (October 2007)

  41. ヌードルをかき分けて！ 8, 761-773 (October 2007)

  42. 11, 490-501 (July 2010)

  43. 実際に観察される核膜孔を通過中の金粒子（核移行シグナルを持つペプチドをまぶしてある）実際に観察される核膜孔を通過中の金粒子（核移行シグナルを持つペプチドをまぶしてある） これは入る方

  44. ユスリカ幼虫の唾腺染色体 Chironomus tentans幼虫の唾腺polytene chromosome*のpuffに含まれるBalbiani ring遺伝子 * 4個の染色体のみが12-13回複製したものが平行に並んでいるので常に染色体として見える

  45. BR1, BR2遺伝子産物は幼虫の巣を作るタンパク

  46. 転写の様子ショ糖密度勾配遠心法で単離した4番染色体転写の様子ショ糖密度勾配遠心法で単離した4番染色体

  47. 細胞内での状態　タンパク質と結合して大きな構造を作る細胞内での状態　タンパク質と結合して大きな構造を作る

  48. それをmRNP (ribonucleoprotein) と呼ぶ

  49. mRNPが核膜孔を通過する　細胞質では、すぐにRibosomeがついて翻訳開始mRNPが核膜孔を通過する　細胞質では、すぐにRibosomeがついて翻訳開始

  50. 別の論文から

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